无人机海洋测绘应用进展及策略研究
孙琦栋
青岛罗博飞海洋技术有限公司山东 青岛266100
在实际开展海洋测绘工作的过程中,通过结合无人机技术的优势,能够显著降低测绘工作的难度,同时能够更为灵活的针对测绘线路进行调整,以获取更为丰富且准确的数 [1]。现阶段无人机技术在海洋测绘领域受到了多方面的重视,对于更好的开发并利用海洋资源具有重要的意义。本文将综述无人机海洋测绘应用进展及策略研究。
1. 无人机海洋测绘应用进展
1.1 环境监测
在无人机系统之中,其不仅具有基础的无人机飞行器平台设备以及GPS 定位系统,同时具有高分辨率数码传感器设备,其能够针对GPS 定位系统相关数据落实全面的分析与处理,并将计算机技术、GPS 技术以及信息通信技术进行融合,有效解决了过去传统测绘方式在信息采集方面所存在的不足。将其应用于环境监测的过程中,可充分发挥无人机技术以及遥感技术的优势,依托于无人机飞行平台,搭载多样化的传感器,通过遥控使其前往地形恶劣的海域进行信息的采集,并将此类信息实时传送至环境监测平台,在落实针对性处理之后,形成三维实景模型,更为直观的展示海洋生态环境状态,协助工作人员更好的判断海洋环境质量,尽早发现环境污染问题,并落实针对性治理措施。如林春霏[2]等人的研究显示:将无人机技术融入海表环境监测工作之中,以无人机技术为载体,达到自动、定点、多点投放气象水文传感器,可更好的采集目标海域温度、湿度、气压、风速、海水温度等相关数据,为海洋环境信息自动化生成提供有力的支持。认为无人机技术相比于传统的监测方式,其更具时效性的优势,且能够进一步提升监测效率以及准确性,将其用于海岸带侵蚀程度、绿藻污染等方面的监测具有重要的意义。
1.2 地形图测绘
在地形图测绘方面,将遥感设备 通过远程遥控无人机参照预设的飞行线路进行航行,过程中能 据进行处理,可进一步生成DSM数字表面模型以及DOM 正射影 标区域的地形状况。如龚波[3]等人的研究指出:依托于无人机技术, 正射影像,并进一步结合自动建模技术,构建该区域三维模型,再通过 地形图高精度的要求,以最大程度的提升地形图测绘质量。
1.3 海洋航磁测量
以无人机为载体,将磁异常探测器搭载于无人机之上,由无人机沿既定航线进行低空飞行,结合航磁实时补偿技术的应用,可进一步提升航测测量工 如赵展铭[4]等人构建了以 STM32F407 单片机为控制核心并结合 FPGA 和等精度测频原理的无人机飞行系统 达到了无人机准确采集海洋航测数据、定位数据以及姿态数据的效果,并显著提升了数据的完整性。对于提升海洋航磁测量工作质量具有不可忽视的作用。
1.4 海洋测深
将无人机技术应用于海洋测深 光测距仪等设备 于无人机之上,形成激光水深测定系统,由测距仪向目标海域发射并接 以明确海洋深度。同时能够根据所得数据,进一步获取点云数 维模型,将海洋线水上地形,水下地形测绘成果进行 融合, 境建模等多样化的任务。其次灵活的将无人机遥感技术融入海冰信息 达到监测海 冰变化的效果,进而达到监测冰山以及浮冰运动轨迹的效果,为工作人员提供更为丰富且准确的测绘信息。
2. 无人机海洋测绘应用策略
2.1 环境监测应用策略
在应用无人机技术落实海洋环境监测工作的过程中,需要注意多方面的内容。首先,需重视对于控点的布测,相比于陆地环境,海洋环境更具复杂性,传统的控点以及选点方式难以适用于海洋环境之中。对于工作人员而言,需要预先掌握目标海域中岛屿的形状,植被分布状态等信息,明确难以到达的点位,并充分结合海洋的地理环境特点,将海岛海岸带区域划分为常规区域以及困难区域,针对常规区域,可应用传统的方式完成摄像点的布控。而针对困难区域,则需要充分结合区域网形状以及其分布特点,针对像控点的布控方案进行全面的优化,达到立体测图目标的效果。其次在落实人工地面特征点布设工作的过程中,需参照目标海域以及陆地颜色信息,在测区之中特定的点位涂刷白色涂料,以突出像控点颜色的反差,保障航摄影像的质量。
2.2 地形图测绘应用策略
首先针对像控点测设工作,需以GPS-trk 作为像控点平面坐标以及高程测量方式,如存在条件限制,可以GPS 快速静态定位法替代,测量方式以及技术标准则需参照其他类型测绘项目。同时测绘结果的质量与像控点布设方案存在密切的联系,由于海洋环境更为复杂,因而需要提前熟悉项目相关信息,针对地形以及地貌特征进行全面的分析,以明确不同像控点布置的位置以及间距值,按照顺序依次在地形高、低区域内进行设置。第二针对空三测量。需以少量的外业实测控制点为途径,获取全部外方位信息,将采集控制点成果落实空三加密处理,明确空三精度是否达到预期标准。工作人员需优先应用高精度均匀分布控制以及平差解算法,保障空三加密效果与海洋正射影像制作需求保持一致。如果存在目标区域地形条件复杂的特点,则可应用 GNSS+IMU 辅助空三测量,以最大程度的控制空三加密成果对控制点的依赖。
2.3 海洋航磁测量
首先在航测补偿方面,需配备高效的多道航磁数字补偿仪,并搭载配套的数据采集系统,以消除航磁原始数据内电磁干扰信号。第二针对数据的处理,在开展海洋航磁测量工作的过程中,需要预先掌握磁日变相关数据,获取经过补偿处理的空中原始数据,将此类数据导入数据库之中,依照顺序针对坐标数据进行转换,在明确数据质量无异常后,则可针对数据进行编辑、校正,调整磁场水平,编制基础图件。完成后及时评价测量的质量,形成数据处理报告,完成测量任务。为了避免出现失误,并最大程度的提升测量效率,可应用 Oasis montaj地球物理等类型的处理软件,针对数据进行处理。最后,在全张量探测方面,需要充分结合地磁场梯度的改变以及地磁异常情况,针对测量内容进行优化,以获取更为丰富的磁异常信息,通过三维反演解译处理之后,达到三维高精度准确定位测量目标的效果。
3. 结言
在开展测绘工作之中,为了更好的满足测绘工作的实际需求,避免传统技术所存在的缺陷,需要重视对于无人机技术的应用,并将其作为海洋测绘技术的补充,同步持续拓展无人机在海洋测绘工作中的应用范畴,才能够确保海洋测绘工作质量以及效率的可持续提升。
参考文献
[1] 李 通 . 旋 翼 无 人 机 LiDAR 技 术 在 海 洋 滩 涂 测 绘 中 的 应 用 [J]. 测 绘 与 空 间 地 理 信息,2025,48(03):163-165.
[2] 林春霏,左常圣, 蔡俊华, 等. 基于无人机的海表环境智能监测系统设计与应用[J]. 海洋信息,2020,35(02):17-24.
[3]龚波. 基于无人机实景三维模型的大比例尺地形图测绘技术[J].低碳世界,2025,15(06):45-47.
[4]赵展铭,裴彦良,梁冠辉,等.基于多旋翼无人机的小型海洋磁力数据采集系统设计与实现[J].海洋技术学报,2021,40(01):43-50.