无人机测绘技术在地理信息采集中的应用探索

引言

随着社会经济的高速发展和工程建设需求的日益多元化，现代测绘工程对数据采集的精度与效率要求不断提高，传统测量方法在应对大范围、复杂环境测绘任务时逐渐显现出局限性，已难以满足复杂多样的应用需求。无人机遥感技术具有灵活性和高效性，为快速获取大范围高精度数据提供了创新性解决方案，显著提升了测绘工程的整体实施效能。结合测绘工程的实际需求，深入研究无人机遥感技术的应用场景、技术特点及其挑战，对于提高测绘效率、优化测量质量、推动技术创新具有重要意义。

1 无人机测绘技术的优势与挑战

无人机测绘相较于传统测绘方式，展现出了诸多显著优势，该优势主要表现如下：（1）高精度：无人机测绘技术在实际应用中展现出了极局的精确度。航拍测绘的实际测量精度可以达到亚米级，甚至厘米级，测图精度也能达到 1:1000 的比例尺此外，无人机测绘还能捕获丰富的三维地理信息，满足大比例尺地形数据的获取需求。这种高精度特性使得无人机测绘在需要高测量精度的场合中更具优势。（2）高效率：无人机测绘技术具有极高的作业效率。无人机可以在短时间内对大量区域进行拍摄，显著减少了人力和物力的投入。同时，无人机测绘的周期较短不易受天气影响，能够确保测绘工作的顺利进行。这种高效率特性使得无人机测绘在应对紧急任务或大面积测绘时更具优势。（3）高安全性：无人机测绘技术还具有较高的安全性。由于无人机不需要机上工作人员，因此可以避免人员在高空作业中面临的风险。此外，无人机起落也不需要专门的场地，能够在相对平整的场地实现起飞和降落。这种安全性特性使得无人机测绘在危险区域或复杂地形中更具优势。（4）高灵活性：无人机测绘技术具有极高的灵活性，无人机的飞行高度范围广泛，从低空 50m 到高空 1000m 不等，能够根据不同的测绘需求进行调整，同时，无人机还能适应各种复杂地形和气候条件，确保测绘工作的顺利进行，这种灵活性特性使得无人机测绘在应对复杂测绘任务时更具优势。（5）低成本：无人机测绘技术相较于传统测绘方式，能够显著降低测绘成本。传统测绘方式往往需要大量的人力、物力和财力投入，而无人机测绘则可以利用飞行器结合摄影仪进行拍摄，降低了劳动力成本，缩短了测量周期。此外，无人机测绘还能够减少人力、物力和财力的投入力度，进一步降低测绘成本。

2 无人机测绘技术在地理信息采集中的应用要点

2.1 数据采集

在数据采集环节，基于多源传感器获取多种数据信息，通过高分辨率数码相机提高采集数据的分辨率，获取多源数据信息。固定翼无人机装备有高分辨率数码相机 (24．2MP)，能够拍摄大面积的高清图像，适用于矿区的大范围初步测绘 ; 多旋翼无人机配置 ZenmuseL1LiDA R传感器、ZenmuseP1 多光谱相机等高级传感器，用于精确测量和特殊环境下的数据收集。为了保证所采集数据的地理坐标准确性，无人机配备了R TK-GPS 系统对无人机的位置进行精确定位，确保每一张影像都能准确对应到实际地理位置上，从而增强了最终模型的空间准确性。系统提供了厘米级的定位精度，使每个影像点或 LiDA R点都能够准确地映射到地球表面，在矿山内部的露天矿坑、地下矿井以及尾矿库等地形起伏较大的地方测绘时具有显著效果。同时通过同步定位与地图构建 (simultaneouslocalizationandmapping，SLAM) 技术，在飞行过程中实时建立环境模型，进一步增强了数据处理的速度和准确性。对于所采集的数据，技术人员进行了严格的校准和优化处理，包括几何校正、辐射校正等，以消除镜头失真等因素带来的影响，并保证不同时间段的数据一致性。

2.2 精准展现地表特征

精准展现地表特征是地理信息采集的关键。选择合适的测量方法能够充分展现地形变化、地物特征等地理信息，为地理信息采集提供准确依据。无人机测绘可搭载多分辨率传感器，并能根据不同分析需求灵活调整传感器配置，既能满足大尺度的地形地貌分析，又能精细展现小尺度的地物细节。在飞行过程中，应依据地形和环境特点规划航线，如在森林茂密区域可以采用低空飞行再配合多光谱相机，可确保采集信息完整覆盖测区，提高了测绘数据的完整性和准确性。

2.3 数据传输与建模

为了保证现场采集的数据能够实时传回地面站进行初步分析和反馈，技术人员采用了先进的无线通信模块，将高带宽的Wi-Fi 和专为户外环境设计的无线电频率 ( R F) 传输系统整合使用，实现在矿区内的深谷或地下矿井等区域的无缝数据传输，并通过加密技术和冗余设计，增强数据传输的安全可靠性。一旦数据成功传回地面站，技术人员立即对其进行初步处理，包括图像预览、质量检查以及简单的地理配准等，利用 GPU 加速技术对无人机传回的影像进行快速解码，引入基于机器学习的质量评估算法，自动识别图像中的模糊、噪声、曝光不足等问题，并给出量化评分，如果发现某些区域的数据质量不达标，则触发警报提示，以便迅速采取措施。

3 无人机航拍技术在测绘工程测量中应用的注意事项

3.1 无人机飞行姿态与传感器设置

在测绘工程测量作业开展过程中应对无人机飞行姿态加强优化控制 , 避免其影响无人机航拍效果。但在传统技术条件影响下 , 很难为无人机航摄作业提供高精度的传感器 , 由此导致无人机航摄作业取得的效果并不理想。基于此 , 在无人机飞行姿态控制及传感器设置过程中必须保障无人机航摄作业的有效性 , 在无人机航摄作业的测绘测量工作中获取高精度的图像数据, 从而整体提高测绘工程测量作业的精细化水平。

3.2 无人机起降与飞行中的抗风能力

近年来 , 我国测绘工程测量作业覆盖的范围正不断扩大 , 这也在一定程度上增加了实地测量作业的难度。但在测绘工程测量作业实际开展过程中必须考虑复杂的地形地貌环境 , 确保无人机航拍技术应用与自然地理环境条件相适应。在前期准备工作中 , 相关技术人员应重点检查无人机的起降性能及相关设备设施 , 确保无人机及相关设备设施处于正常的运行状态,以免影响后续的外业航摄作业质量,切实保障无人机起飞、降落等操作环节的安全性。一旦无人机起降性能不达标 , 就会直接影响无人机在起降、飞行阶段的抗风能力 , 甚至在恶劣的地形地貌环境中影响无人机的飞行状态 , 因此 , 相关技术人员必须根据目标测量区域的自然环境条件 , 有效降低无人机飞行过程中可能发生的损毁事故 , 进一步提高测绘工程测量作业开展的质量和效果 , 将无人机航摄作业的成本控制在允许范围内。

结束语

综上所述，无人机测绘技术在地理信息采集中具有不可替代的重要作用。从基础的地形测绘到土地利用现状的监测，再到规划实施的监督与效果评估，它贯穿国土空间规划的各个环节。无论是城市新区建设还是农村土地综合整治，无人机测绘技术都能提供准确、及时的数据支持，助力规划项目科学合理地进行。未来，应进一步推广和应用这一技术，不断提升其在国土空间规划中的效能，为实现国土空间的合理开发与保护贡献更大的力量。

参考文献

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