探析地质测绘中无人机低空摄影测量技术的应用

引言

无人机凭借其高灵活性、低成本等优势，在诸多测量工作中得到了广泛应用。其中矿山测量正在积极引入无人机技术，并在生产管理、经济效益等方面取得了一定成效。但在实际应用过程中，需要针对矿山生产的实际需求展开分析，明确测量目标和具体需求，选择最合适的测量技术，以确保获取的数据准确可靠。

1 无人机低空摄影测量技术在地质测绘中的应用优势

① 卓越的精度与稳定性。该技术凭借其搭载的高分辨率相机和多光谱传感器，能够捕获地表信息的高清影像及多波段数据，从而实现地形测绘的高精度与稳定性。其亚米级的测量精度，通常范围在0.1-0.5m ，精准满足了数字化地形测量的严格要求。这种高精度的测绘能力，为地形图的绘制、土地利用及覆盖图的更新提供了可靠的数据支持，奠定了地形测绘工作的坚实基础。②安全灵活。无人机通常执行低空飞行任务，操作简便且不受极端天气条件的严重限制。此外，对起飞和降落场地的要求相对宽松，仅需选择相对平整的场地即可，大幅提升了测绘工作的便捷性。更重要的是，在采集航拍影像的过程中，避免了飞行员面临的风险，使得无人机在复杂地形和恶劣气候条件下仍能安全、高效地完成测绘任务。 ③ 高效低成本。相比传统测绘手段，无人机航测能够迅速响应并高效完成作业，大幅缩短了测绘周期。同时，随着无人机技术的普及，设备成本和操作门槛逐渐降低，使得这一技术成为了一种经济高效的测绘解决方案。这种高效低成本的优势，促进了测绘行业的快速发展和广泛应用。

2 地质测绘中无人机低空摄影测量技术的应用

2.1 准备阶段

在地质测绘中应用无人机低空摄影测量技术之前，技术人员应该做好充分的准备工作，为后续各项工作的开展打下良好的基础，确保每个环节的工作都能够有条不紊地落实到位。就目前的无人机低空摄影测量技术应用要求和标准来看，首先，需要确认具体的测绘范围，将其与常规的测绘工作相提并论，根据工程项目建设需求确定总体的占地面积，并且在这个基础前提下适当增加 10～100m 周边范围，为提高测绘工作准确性打好基础。为了减少后期工作中产生的问题，技术人员应该在确认测绘范围后确认测绘边界，促使测绘结构的准确性得到有效保障。

2.2 像控点布设

首先是布点位置的选择。理想的位置应具备地形特征明显、易于识别且不易受遮挡的特点。例如，房屋角点、道路交叉口、桥梁墩柱等固定且显眼的地物都是很好的选择。这些位置不仅易于在影像中定位，而且受地形起伏和植被遮挡的影响较小，从而保证了像控点的稳定性和准确性。其次是为了提高像控点的识别度和测量精度，可以在其位置设置明显的标志物。这些标志物的设计应考虑尺寸、颜色和形状等多个方面。尺寸方面，标志物应足够大，以便在无人机拍摄的影像中清晰可辨；颜色方面，标志物应与周围环境形成鲜明对比，避免与地物颜色相近而导致难以识别；形状方面，标志物应具有独特的几何特征，以便在影像中快速定位。最后是根据测区地形起伏和地貌复杂程度的不同，需要合理调整像控点的布设密度。在地形平坦、地貌简单的区域，像控点的布设密度可以适当降低，以减少工作量并提高测量效率。然而，在地形起伏较大、地貌复杂的区域，像控点的布设密度则应适当增加，以确保测绘结果的全面性和准确性。

2.3 测绘成果生成

系统可将采集和处理后的数据转化为高精度的测绘成果，满足建筑设计和施工需求。通过Pix4Dmapper 生成的正射影像图，可全面反映项目区域的详细地表信息，并以 GeoTIFF 格式输出，确保与 GIS 系统兼容，方便后续空间分析。DSM 由高精度的 3D 点云数据生成，分辨率为 10cm/像素，用于反映建筑物和地表的 3D 形态。该模型以 LAS 格式输出，并配合 DEM 为地形分析提供基础数据。

激光雷达系统获取的点云数据可生成点云图，用于精确展示项目区域内的建筑物外立面、屋顶结构及周围环境，并较高还原地下实际设施。结合摄影测量与激光雷达数据，形成的 3D 建模成果能精确展示建筑物的外观、地面标高及周边环境，分辨率达 20cm 。所有测绘成果生成后，数据通过专业测绘软件进一步优化，以生成可供设计团队直接使用的 CAD 图纸和 3D 模型，支持后续建筑设计和施工。所有测绘数据均以标准化格式输出，以实现与项目管理软件、施工计划及其他设计工具的无缝对接，为工程实施提供精确的空间定位信息。

3 地质测绘中无人机低空摄影测量技术的实际应用

3.1 堆体测量中的应用

无人机凭借其先进的自动驾驶技术和高精度传感器，能够严格按照预设的航线进行自动化作业，迅速且全面地采集堆体的图像数据。这些数据随后被导入到专业的图像处理软件中，经过一系列复杂的算法处理，能够精确地生成堆体的三维立体模型。这一模型不仅形象直观，而且能够准确地反映出堆体的实际形态和尺寸，从而实现对体积、面积等关键参数的精确测量。这种基于无人机的测绘方法，其应用范围极为广泛。在矿山、火电厂等工业场景中，无人机低空摄影测量技术能够迅速获取矿石堆、煤堆等堆体的精确数据，为生产调度和资源管理提供重要依据。同时，在港口码头的散装货物估算中，无人机也能够快速测量出货物堆的体积和重量，大幅提高了货物装卸和运输的效率。无人机低空摄影测量技术的引入，不仅显著提高了堆体测量的准确性和效率，还为工程规划、生产作业等多个环节提供了有力的数据支持。通过无人机测绘，工程师们能够更加直观地了解堆体的实际情况，从而制定出更加科学合理的规划和作业方案。同时，无人机测绘技术还能够实时监测堆体的变化，为生产过程中的动态调整提供及时准确的信息。

3.2 外业补测中的应用

外业补测是大比例尺地形图测绘中不可或缺的环节，主要任务是对立体模型量测困难的地物进行实地观测和补测，以提高成图的完整性和准确性。传统的外业补测需要携带量测设备到实地开展工作，人力物力消耗大，作业效率低。无人机航空摄影测量技术为外业补测提供了新的解决方案。通过无人机低空摄影获取高分辨率影像，可以清晰识别各类地物，大大减少了外业探查的盲目性。利用无人机倾斜摄影技术，可以获取地物的多视角、全方位影像，为测绘地物边界、高程等提供直观的判读依据。在外业补测中，测绘人员可以将无人机航摄数据与外业调绘相结合，对立体模型中存在疑问的地物进行重点核查和补测，从而提高补测的针对性和效率。此外，无人机航摄还可以快速响应测区变化，及时获取最新的影像资料，为后续补测提供第一手的数据源。

结语

相对传统的地质测绘技术来说，无人机低空摄影测量技术在众多方面都可以体现更加显著的作用和优势。技术人员应该做好各阶段的工作，尤其需要合理利用无人机拍摄现场的地质图像，得到具体的数据信息，通过对无人机低空摄影测量技术的科学应用，提高地质测绘效率和质量，并且在后期发展中对技术推陈出新，以创新型技术方法加强地质测绘的实效性。

参考文献

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