无人机测量技术在地形测量方面应用前景

[摘要]随着我国国民经济的不断发展，地形测量与地质勘探需求也在不断变化，如何高效、精确的进行地形地貌的勘测与测量成为测量工作的焦点问题。无人机是当前信息技术发展中的产物，在地形测量中具有非常明显的优势，例如：其成本低廉、灵活性强、分辨率高、清晰度高、办事效率高等等，尤其是遥感测量，很好地满足了当前工程建设中对地形测量的需求。为此，文章介绍了无人机的组成与优势，然后对无人机在地形测量中的应用及发展前景进行了阐述，以供参考。

[关键词]无人机；地形测量；发展前景

中图分类号：P217；P231 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）31-0344-01

1 无人机测量系统构成

无人机测量系统主要是通过空中控制系统、地面控制系统及数据后处理系统等共同组成。空中控制系统中涵盖着无人机的飞行平台，同时也包含着遥感传感器子系统等。遥感传感器的子系统又是通过通信设备和影像获取设备组合而成，遥感空中控制子系统主要是由相对稳定的飞行姿态的垂直陀螺、获取到飞行平台具体位置信息的GPS接收天线等组合而成。地面控制系统中涵盖着航迹规划子系统、无人机地面控制子系统等，航迹规划子系统通过相应的飞控软件加以组合，保证相关的功能得到维护，另外无人机地面控制子系统主要是由控制飞机的起降等相关设备组合而成，数据接收子系统主要是由数据的接收终端及数据处理终端组合而成。

利用无人机遥感系统采集相关的数据，重点是依照遥感任务的实际要求对待拍摄场地展开航迹规划，在地面控制子系统的时候，将实际规划好的航线合理的载入到相应的子系统中，保证获取到更加直观的信息。遥感传感器子系统可以将拍摄的数据适当的进行存储，无人机遥感系统在处理相关数据的时候可以依照实际的情况进行规划，确保数据的真实可靠性。机载通信设备会将摄像头实际获取的影像资料及GPS位置等数据传回到地面之上的数据接收终端，保证地面控制中心及时的对飞机的飞行和拍摄情况实施好监控，对错误的航向及飞行姿态加以调整。

无人机起降相对方便，主要是采用了滑起及滑降等方式，这样就避免了机场中起降和协调等一系列工作，因此对于起将场地的要求并不高，只要是净空条件优良的平整草地或者是公路就可以。能够获取到精确度较高、分辨率极高的影像资料，同时可以在低空作业和云下摄影，对0.05-0.5米间的影像及定位数据可以轻松获取。无人机测量技术往往不会受到地形的影响，因此能够进入到复杂的地域中进行拍摄，这样不管是林地还是高原，都可以实施摄影，保证更加全面、准确的获得相关数据，确保高效率的完成任务指标。

2 无人机在地形测量实际工作的应用措施

2.1 数据的实时性传输

目前，我国经济快速发展的背景下，对无人机的应用需求越来越旺盛。对于各类工程项目而言，传统的测量方式与测量渠道已经难以满足其地形测量的需求，而无人机的灵活、机动、实时、低成本与高效率特征刚好能满足各类工程的实际测量需求，克服复杂的地形、地貌环境，提升地形测量的高效益，推动地质工作的人性化与高效率发展，但是，由于功用不同，不同的无人机特点与工作适用性各不相同，为此，无人机在地形测量实际工作中应加以选择，并不断的创新与升级，提升无人机的专业性与精准性。例如：水利水电工程建设涉及生态环境、动态数据监控等，必须将无人机与空间信息技术、遥感技术等技术进行有效的融合，才能充分发挥无人机数据信息的高效、高精等实时性功能，获取更多的数据信息。

2.2 动态跟踪与检测

人类在认识自然和改造自然的过程中，不但要对地球的地质、水文、工程、海洋以及地下热能等资源进行深入的勘测与研究，而且还要对地形地势的形成与走向进行预测与评估，做好发展规划与风险防范，实现人与自然的和谐相处。根据实际的地形测量实际需求，无人机在地形测量实际工作的应用应当遵循因地制宜、选择性运用的原则，运用无人机实施相关的测量工作，例如：动态跟踪与检测，例如全民水域的基础数据与地形变化的拍摄与处理，必须依据科学的信息处理流程，对分区域的水文信息汇集成像，实现预期的测量目标。

2.3 高清、多角度地形测量

对于航空拍摄与地形测量而言，高清成像、低成本、良好的环境适用功能是完成地形测量的基础配置，尤其是需要倾斜、垂直和水平等各个方向进行角度与尺度测量的，必须是自动搭载了高精度数码成像设备的无人机才能实现，其在低空飞行过程中，根据遥控完成低空多维度与多角度的测量，可有效克服建筑物遮挡问题进行地形测量，高效精准的完成大比例尺地形测绘任务，可更好、更快的完成地质工作。

3 无人机测量技术在地形测量方面的应用前景

3.1 灵活机动性

因为无人机本身体现出灵活机动性，所以对起降场地没有极高的要求，实际运用的上升空间较短，简便的操作系统和较低的运行成本拓展了应用空间。无人机不同于人为操作的飞机，发挥出预定飞行航线的功能，可以保持着相对稳定的运行状态，大大提升了拍摄及航线可控制的精度。在相对正常的情况之下，飞行平台实际利用的最高载油量达到了五千克，持续飞行距离可达1600千米，滞空的时间可达十六个小时以上，无人机飞行高度达到了五十到一千米，高度控制精度达到了10米，所以无人机可以设定出将近100个地形测量航点，在对相关的航点设计完成之后，避免降落后再输入的问题，由此彰显出无人机的灵活性特点。

3.2 优良的安全性

无人机测量技术在地形测量方面的应用中需要保证安全性，这是最基本的要求。因为驾驶人员和地质科研人员并不用参与到驾驶飞机的过程中，所以从某种角度分析，这也体现出的安全性能。在无人机飞行的时候不用担心出现人员伤亡的情况。近些年，无人机已经适当的装配上遥感系统，在计算机技术合理运用的背景下，无人机地形测量能力稳步提升，同时也保证了可靠性。

3.3 影像高分辨率

无人机安装了拥有着高精度的数码成像设备，体现出垂直及倾斜摄影的技术水平，除去最基本的竖直拍摄获取平面影像之外，还是应该积极的采用低空飞行多角度摄影，这样才能满足不同建筑物的多面纹理影像需要，这样的特点就是反映出高层建筑遮挡问题的具体解决方案，保证比遥感卫星实际获取到影像资料更加可靠。

3.4 系统成本及维护费用较低

相较于人为驾驶的飞机来说，这种无人机飞行平台和控制系统的维护成本较低，控制人员不需要考取相应的执照，具體的上岗时间也大大缩减。无人机的制造材质主要是应用了强度较高的碳纤维复合材料，在具体维护的时候简便快捷。搭载的影像处理设备在数据处理方面并没有较高的配置要求，实际产生的成本费用相对低廉。

4 结语

目前，我国的工程建设行业发展迅猛，对地质资源勘测、地形地貌绘制以及人文环境实时监测等方面的数据需要越来越多，高效、精确的进行地形地貌的勘测与测量已经成为民用领域与军用领域共同关注的焦点。具有成本低廉、灵活性强、分辨率高、清晰度高、办事效率高等等优势的无人机被广泛的运用于各类工程的地形测量中，并取得了良好的工作成效。

参考文献

[1] 尚海兴，薛绍军，雷建朝，等.无人机低空摄影测量技术在水电工程测绘的应用[J].西北水电，2014[11].

[2] 谷国涛，吴良才.无人机遥感技术数据特点及其应用[J].科技致富向导，2011[10].

[3] 牛君瑜，孙超江.无人机技术在水利领域应用的探讨[J].海河水利，2012[10].

[4] 罗联聪.利用无人机航空像片进行大比例尺测图的探讨[J].中小企业管理与科技，2014（19）.