無人機(jī)航測技術(shù)在基層測繪工作中的應(yīng)用分析

謝曉路

摘要：隨著我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展逐漸提速，各地紛紛掀起了基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的熱潮。基礎(chǔ)設(shè)施涉及種類極多，應(yīng)從全局角度出發(fā)，將每個環(huán)節(jié)落實到位。其中，基層測繪工作直接關(guān)系到建設(shè)施工全過程，只有利用好測繪技術(shù)，才能保障基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)順利進(jìn)行。在數(shù)字技術(shù)、定位技術(shù)發(fā)展日益成熟的狀況下，無人機(jī)航測已成為基層測繪工作中不可或缺的主要技術(shù)之一。因此介紹無人機(jī)航測技術(shù)基礎(chǔ)知識及應(yīng)用優(yōu)勢，對無人機(jī)航測技術(shù)在基層測繪中的應(yīng)用進(jìn)行了重點論述。

關(guān)鍵詞：無人機(jī)航測技術(shù)；基層測繪工作；應(yīng)用分析

中圖分類號：P231文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1003-5168（2021）35-0140-03

Analysis of the Application of UAV Aerial Survey Technology in Surveying and Mapping Work

XIE Xiaolu（Huating Natural Resources Bureau，Huating Gansu 744100）

Abstract： With the gradual acceleration of China’s economic development， infrastructure construction boom has been set off all over the country. There are many types of infrastructure， so we should put every link in place from an overall perspective. Among them， the basic surveying and mapping work is directly related to the whole process of construction， only by making good use of surveying and mapping technology can we ensure the smooth construction of infrastructure. With the development of digital technology and positioning technology becoming more and more mature， UAV aerial survey has become one of the indispensable main technologies in surveying and mapping work at grassroots level. This paper first introduces the basic knowledge and application advantages of UAV aerial survey technology， and then focuses on the application of UAV aerial survey technology in basic surveying and mapping.

Keywords： UAV aerial survey technology；surveying and mapping at the grass-roots level；application analysis

自然環(huán)境與地理狀況是影響建設(shè)施工的重要因素，尤其在精細(xì)化建設(shè)理念的帶動下，獲取環(huán)境狀況資料愈發(fā)依賴基層測繪工作的支持?；鶎訙y繪中的主要測繪對象是各類道路、城市建筑等。為保障測繪效果，主要采取無人機(jī)航測技術(shù)開展工作。這不僅可以獲得精確的測繪結(jié)果，還極大緩解了人工測繪所產(chǎn)生的高額成本支出及安全風(fēng)險。無人機(jī)航測技術(shù)有著諸多應(yīng)用優(yōu)勢，可依據(jù)實際狀況，將其應(yīng)用到基層測繪工作中，加快我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)速度。因此，有必要探究無人機(jī)航測技術(shù)及其在基層測繪工作中的具體應(yīng)用，進(jìn)一步優(yōu)化基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)工作。

1無人機(jī)航測技術(shù)概述

無人機(jī)是一種利用無線電遙控技術(shù)操控的飛行設(shè)備。通過在無人機(jī)上安裝遙感設(shè)備、數(shù)碼攝像機(jī)等，可實現(xiàn)遠(yuǎn)距離收集測繪資料。無人機(jī)具有機(jī)動靈活的優(yōu)勢，能夠在不同環(huán)境下開展航測工作。由于外界環(huán)境較為多變，無人機(jī)需具備極強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力。對此，應(yīng)重點強(qiáng)化無人機(jī)航測設(shè)備質(zhì)量，使其能夠在多種惡劣環(huán)境下仍保持高靈敏度。另外，要強(qiáng)化無人機(jī)航測操作技術(shù)，真正發(fā)揮無人機(jī)的重要作用。隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，無人機(jī)投放到航測領(lǐng)域后取得了極為理想的使用效果，能夠在絕大多數(shù)自然環(huán)境下開展航測工作，實現(xiàn)了技術(shù)上的突破。無人機(jī)航測技術(shù)主要有以下幾方面的應(yīng)用優(yōu)勢[1]。

1.1縮短工作周期

實踐表明，只要日常維護(hù)保養(yǎng)落實到位，無人機(jī)完全能夠勝任各項測繪工作。采用無人機(jī)航測技術(shù)后，工作周期明顯縮短，基層測繪工作效率有了較為明顯的提升。另外，無人機(jī)工作時會通過一些專業(yè)軟件系統(tǒng)來優(yōu)化航測技術(shù)，有利于保障工作順利開展，極大地縮短了工作時間，取得了極為良好的應(yīng)用效果[2]。

1.2測繪范圍廣

無人機(jī)飛行到一定高度后，即可按照既定要求開展各類高空作業(yè)，能夠?qū)嵤┐蠼嵌鹊牡孛婧綔y，獲得較多可用資料[3]。另外，由于無人機(jī)自身體積較小，飛行較為靈活，還可應(yīng)用到低空作業(yè)及小范圍作業(yè)中，進(jìn)一步強(qiáng)化了測繪精確度及航測圖的層次感，便于工作人員進(jìn)行多角度的數(shù)據(jù)分析。無人機(jī)在大范圍內(nèi)的航測中不僅能夠在較短時間內(nèi)完成工作，而且其測繪精準(zhǔn)度也有著極強(qiáng)的保障，同時具有實時移動拍攝、實時數(shù)據(jù)傳輸、3D立體模擬等功能，是航測工作中不可或缺的設(shè)備之一。

1.3工作響應(yīng)速度快

在基層測繪工作中，經(jīng)常會遇到某些突發(fā)狀況，如測繪設(shè)備處理效率較低，嚴(yán)重影響正常的測繪秩序。為應(yīng)對這一情況，應(yīng)提升測繪設(shè)備的響應(yīng)速度，提高信息處理效率。無人機(jī)航測技術(shù)解決了以往人工測繪的諸多弊端，工作速度、信息傳遞時間均得到了優(yōu)化，工作人員能夠第一時間獲取突發(fā)事件的基本狀況。隨著技術(shù)的進(jìn)步，當(dāng)前無人機(jī)航測技術(shù)已能夠測繪2 100 km2范圍內(nèi)的信息，一旦出現(xiàn)較為緊急的突發(fā)事件，可以幫助工作人員加快處理速度。

2無人機(jī)航測技術(shù)在基層測繪工作中的應(yīng)用分析

2.1無人機(jī)航測技術(shù)在基層測繪拍攝中的應(yīng)用

基層測繪中往往會面臨較為復(fù)雜的地理狀況，如不能采取較為合適的應(yīng)對策略，將會直接影響航測質(zhì)量。地形較為復(fù)雜的區(qū)域不利于航拍設(shè)備順利開展工作，起飛及降落均受到了較大限制，導(dǎo)致測繪拍攝過程進(jìn)展緩慢。此外，如果在開展基層測繪工作過程中遇到云層較低的情況，也會降低航測效果，并且嚴(yán)重威脅航測駕駛員的安全。使用無人機(jī)開展航測，大大降低了外界環(huán)境所帶來的影響，起飛及降落過程中不再受到地形限制。在使用無人機(jī)航測技術(shù)后，云層不再是制約航拍效果的因素。憑借其小巧的體積、易于操作的特點，即使將無人機(jī)放置在極為狹窄的空間內(nèi)，也不會影響測繪工作。無人機(jī)沒有配備駕駛?cè)藛T，因此在安全方面有充足的保障。采用控制器系統(tǒng)進(jìn)行全程操作，并且無須地面工作人員實時監(jiān)控?zé)o人機(jī)飛行狀態(tài)，即使無人機(jī)飛到極遠(yuǎn)的地方，仍然可以向無人機(jī)發(fā)送指令，完成測繪拍攝的目標(biāo)。由此可見，在基層測繪中應(yīng)用無人機(jī)，不僅保障了測繪人員的安全，還大大提升了測繪工作效率。

2.2無人機(jī)航測技術(shù)在封閉空間中的應(yīng)用

在實際測繪工作中，經(jīng)常會遇到某些較為封閉的環(huán)境。由于封閉環(huán)境下存在一定安全隱患，往往需要使用無人機(jī)航測技術(shù)進(jìn)行勘察[4]。封閉環(huán)境中存在光線不足的情況，需要無人機(jī)增加光照設(shè)備，以配合攝像機(jī)共同開展工作。無人機(jī)搭載的諸多設(shè)備均有一定的抗干擾能力，即使封閉環(huán)境下存在某些危險因素，一般也不會對無人機(jī)產(chǎn)生嚴(yán)重影響。

2.3無人機(jī)航測技術(shù)在基層災(zāi)害中的應(yīng)用

我國大部分基層存在不同程度的基礎(chǔ)建設(shè)不足等情況。遭遇到較強(qiáng)的自然災(zāi)害侵襲時，這些基礎(chǔ)設(shè)施往往無法抵御強(qiáng)烈沖擊[5]。尤其在某些山區(qū)，山洪暴發(fā)、泥石流等災(zāi)害會造成極為嚴(yán)重的損失，甚至?xí)?yán)重威脅群眾的生命安全。針對這一情況，可在自然災(zāi)害頻發(fā)的地區(qū)使用無人機(jī)航測技術(shù)，及時勘察測量受災(zāi)地區(qū)的地形地貌，將獲取的資料提供給救援人員，便于災(zāi)區(qū)開展的救援工作。

2.4無人機(jī)航測技術(shù)在低空航拍系統(tǒng)中的應(yīng)用

在開展低空環(huán)境航空測繪時，一般也會用到無人機(jī)航測技術(shù)。由于此項測繪工作對航拍圖像質(zhì)量要求較高，因此無人機(jī)搭載的攝像機(jī)像素極高，能夠滿足低空環(huán)境航空測繪的需要。另外，在計算機(jī)技術(shù)的帶動下，可以使用轉(zhuǎn)換軟件將無人機(jī)航測所獲取到的資料進(jìn)行轉(zhuǎn)換，使資料得到了充分利用。這些軟件極大提升了測繪數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，為后續(xù)應(yīng)用奠定下了堅實基礎(chǔ)。無人機(jī)航測技術(shù)的應(yīng)用有利于各類地理信息采集及地理信息測繪等任務(wù)的開展，在我國很多數(shù)字化城市建設(shè)中都取得了極為理想的效果。

2.5無人機(jī)航測技術(shù)在土地管理中的應(yīng)用

我國有著極為廣闊的國土面積，但由于人口因素影響，人均土地面積并不突出。當(dāng)前我國城市中土地資源極為緊缺，但在鄉(xiāng)鎮(zhèn)地區(qū)，土地資源并未得到充分利用，仍然存在較多閑置土地。針對這一狀況，可使用無人機(jī)航測技術(shù)開展土地資源勘察工作，將土地資源盤活，緩解我國日益緊張的土地資源狀況。國土部門也可依據(jù)無人機(jī)航測技術(shù)所獲得的資料，建立動態(tài)化的土地資源監(jiān)管系統(tǒng)，適時掌握土地資源變更情況，如礦產(chǎn)資源保護(hù)、耕地資源變化等，從而有效提高土地管理效率。

2.5.1農(nóng)村土地確權(quán)管理。農(nóng)村土地確權(quán)一直以來是一個較為棘手的現(xiàn)實問題。通過使用無人機(jī)航測技術(shù)，能夠短時間內(nèi)精確獲取到每戶的土地數(shù)量，便于依據(jù)相關(guān)政策開展后續(xù)工作。在山區(qū)進(jìn)行土地確權(quán)時，因山區(qū)地形較為復(fù)雜，土地測量面臨著較多困難，此時可使用無人機(jī)航測技術(shù)，針對實際地形狀況，制定最合適的測量方案，以在極短時間內(nèi)獲取土地相關(guān)資料，為土地確權(quán)提供重要參考。無人機(jī)航測技術(shù)不需要工作人員實地開展勘測，有效保障了工作人員的安全，還節(jié)約了大量的測繪成本，具有諸多應(yīng)用優(yōu)勢。

2.5.2強(qiáng)化土地執(zhí)法效能。主要從以下3個方面進(jìn)行闡述。

①土地管理動態(tài)監(jiān)測。國土資源具有極強(qiáng)的開放性，某些不法分子為利用土地資源獲取相關(guān)利益，擅自改變土地用途，嚴(yán)重威脅我國的耕地紅線安全。為嚴(yán)厲打擊此類違法現(xiàn)象，可使用無人機(jī)遙感監(jiān)測系統(tǒng)實時查看土地使用狀態(tài)，比對登記信息與實際使用之間是否存在差異。一旦發(fā)現(xiàn)違規(guī)使用土地問題，及時糾正并追究其法律責(zé)任。

②違法土地整改監(jiān)測。在土地違法事件中，往往存在著某些利益因素。人們對此類法律問題不甚了解、監(jiān)管力度不足、執(zhí)法力量薄弱等情況，制約了土地違法治理效率。在治理違法建筑時，缺少與之相配套的設(shè)備。當(dāng)前在確定違法土地面積時，往往會使用常規(guī)全站儀野外數(shù)據(jù)采集法制作效果圖，不僅加大了作業(yè)量，還增加了取證成本。此時使用無人機(jī)航測技術(shù)，則會極大縮短調(diào)查時間，降低調(diào)查成本。

③耕地保護(hù)日常監(jiān)測。我國耕地資源較為豐富，但存在著人均耕地面積較少的問題。只有堅持做好耕地保護(hù)工作，才能為我國經(jīng)濟(jì)社會健康發(fā)展提供有力保障?？墒褂脽o人機(jī)航測技術(shù)，對永久基本農(nóng)田保護(hù)區(qū)實行長期動態(tài)監(jiān)測。在此過程中，可將第一次航測所得數(shù)據(jù)作為基準(zhǔn)，在后續(xù)航測中若發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)有所變化，則應(yīng)及時查看區(qū)域內(nèi)是否存在違規(guī)使用土地的情況。

2.5.3地質(zhì)災(zāi)害防控。地質(zhì)災(zāi)害破壞力極強(qiáng)，嚴(yán)重威脅人們的生命財產(chǎn)安全。無人機(jī)能夠獲取災(zāi)區(qū)真實的圖像資料，還可以聯(lián)合無人遙感技術(shù)開展地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測及損失估算等工作，助力救災(zāi)順利進(jìn)行。在此過程中，可以使用無人機(jī)進(jìn)行動態(tài)拍攝，在極短時間內(nèi)獲取大量影像資料，有利于實現(xiàn)災(zāi)情狀況的動態(tài)監(jiān)控。另外，無人機(jī)可以完成高精度的地形圖測繪工作，繪制出發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害區(qū)域的地質(zhì)狀況、植被分布等內(nèi)容，為救災(zāi)搶險提供必要參考。

①布設(shè)控點。在測量工程中，應(yīng)依據(jù)區(qū)域內(nèi)的地形特點對工程整體進(jìn)行區(qū)分處理，發(fā)揮無人機(jī)航測技術(shù)的最佳性能?？刹扇《c測量技術(shù)，先明確各采集點之間的距離，然后按照區(qū)域大致面積等因素確定采集點數(shù)量。定點測量有著較多突出優(yōu)勢，因此在測量工程中應(yīng)用極為廣泛。定點測量實施前，要先按照工程區(qū)域內(nèi)的地形特征將其劃分為幾部分，確保規(guī)劃合理及定點嚴(yán)格。此技術(shù)解決了傳統(tǒng)技術(shù)中無法避免地形因素影響的弊端，加之采用了清晰度極高的攝像頭，能夠采集到較為細(xì)微的地形情況。在確定采集點時，可以自主選擇自動或者手動方式，提升了定點測量實施效率。由于惡劣天氣會影響到無人機(jī)正常功能，應(yīng)盡量避免在此類天氣狀況下開展測繪工作。

②整理數(shù)據(jù)。無人機(jī)在完成測繪任務(wù)后，工作人員應(yīng)第一時間導(dǎo)出無人機(jī)所獲取的數(shù)據(jù)資料，詳細(xì)查看內(nèi)容，找到具有參考價值的數(shù)據(jù)資料。為避免出現(xiàn)錯誤，工作人員要認(rèn)真核實比例尺情況，按照布控設(shè)點時所確定的位置，明確待建項目的地理位置，制作項目坐標(biāo)圖。另外，為保障測繪工作萬無一失，需要使用專業(yè)軟件進(jìn)一步核實數(shù)據(jù)資料，使數(shù)據(jù)和具體施工之間保持一致性，使坐標(biāo)體系更為準(zhǔn)確。

3無人機(jī)航測技術(shù)的不足之處及解決措施

3.1攝像頭像素較低

無人機(jī)需要承擔(dān)繁重的航測任務(wù)，為盡量減少工作過程中的風(fēng)險因素，無人機(jī)的質(zhì)量較輕、體積較小，無法承載質(zhì)量較大的攝像器材。正是由于這一原因，無人機(jī)的成像效果無法與專業(yè)相機(jī)相比。加之無人機(jī)經(jīng)常處于邊飛行邊航拍的狀態(tài)，高速飛行必然會影響照片的清晰程度，甚至?xí)?dǎo)致照片模糊不清，無法看清具體拍攝內(nèi)容。為更好地完成測繪任務(wù)，未來應(yīng)加強(qiáng)技術(shù)研發(fā)力度，提高無人機(jī)成像效果，也可以探究增加無人機(jī)承載力的相關(guān)技術(shù)，便于無人機(jī)搭載質(zhì)量更高的專業(yè)攝像機(jī)。

3.2風(fēng)力影響較大

無人機(jī)自身質(zhì)量較輕，不太適宜在大風(fēng)天氣下開展航測工作。如忽視了此項因素，盲目在風(fēng)力較強(qiáng)的時段使用無人機(jī)，則極易導(dǎo)致無人機(jī)墜落損壞。即使無人機(jī)并沒有被大風(fēng)刮落，受到風(fēng)的影響，無人機(jī)抖動較為頻繁，也難以保障其成像效果，導(dǎo)致航拍圖像失真，失去了使用價值。因此，應(yīng)在使用無人機(jī)前密切關(guān)注天氣變化情況。如氣象預(yù)報顯示當(dāng)天風(fēng)力較小，方可使用無人機(jī)進(jìn)行航測；如氣象預(yù)報顯示當(dāng)天風(fēng)力較大，則應(yīng)耐心等待氣象條件轉(zhuǎn)好，再開展具體的航測任務(wù)。綜合考慮無人機(jī)質(zhì)量及其性能，風(fēng)力如不超過五級則對無人機(jī)的影響較小，可以投入工作。

4結(jié)語

我國基層建設(shè)正處于高速發(fā)展時期，為保障建設(shè)質(zhì)量，應(yīng)加強(qiáng)基層測繪工作的技術(shù)應(yīng)用。無人機(jī)具有方便靈活等特點，可以顯著提升測繪質(zhì)量及效率，為后續(xù)規(guī)劃、施工提供重要的參考資料。在今后的基層測繪工作中，應(yīng)積極發(fā)揮無人機(jī)的各項作用，助力我國各項基層建設(shè)。

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