探析地质测绘中无人机低空摄影测量技术的应用

引言

地质测绘作为地质勘探、工程建设等领域的基础工作，对地形地貌、地质构造等信息的准确性与时效性要求极高。传统地质测绘技术如全站仪测量、人工测绘等，在面对复杂地形及危险区域时，存在效率低下、数据采集困难、作业风险大等弊端。随着无人机技术与摄影测量技术的快速发展，无人机低空摄影测量凭借灵活高效、成本低、精度适中等优势，逐渐成为地质测绘领域的新兴力量。然而，在实际应用中，该技术仍面临诸多挑战，亟需深入研究与探索，以推动其在地质测绘中的广泛应用与发展。

一、无人机低空摄影测量技术在地质测绘中的应用

1.1 地形地貌测绘

无人机可在高程、坡度起伏较大的山地、高原等地形地貌测绘中，大大节省人力、物力，获取海量高分辨率遥感图像等数据，有效应对传统测绘速度慢、安全系数低等难题。能够利用无人机进行空三加密及三维建模，获取高精度数字高程模型（DEM）及正射影像图（DOM）。

1.2 地质灾害调查

无人机地质灾害调查是这一技术的又一大应用领域。地质灾害，特别是滑坡、泥石流在发生后，危急的现场环境条件很难让人工监测人员靠近进行危险的考察。而无人机可以在最短时间内飞行到地质灾害现场上空，以多角度的照片获得灾害体的具体形态，并通过点云处理方式判断其具体尺寸，可掌握其状态变化和危险范围。

1.3 矿产资源勘探

无人航空拍摄测图应用于矿产资源勘查开发，通过对整个矿区地形地质地貌的测量成像，通过光学摄影、扫描以及分析测矿，能够解决地形地质，通过像片上的点云获取不同的岩体、地质构造信息，使勘查人员能够及时辨别有无可能的赋矿区。地形地质地貌的建模为估算矿产资源量以及开采提供详实的资料。

二、无人机低空摄影测量技术在地质测绘中的问题

2.1 技术层面：数据处理复杂、受天气影响大、续航能力有限

无人机低空摄影测量应用于地质测绘工作中的数据处理存在流程繁琐、环节复杂、处理量大等问题。一个飞行任务往往可以得到极大的影像数据，从而导致影像拼接、空三加密、三维建模等数据处理结果的获得耗时长，计算机硬件的配置要求高，一般的工作站很难处理如此庞大的数据量，得不到影像数据，测绘的时效性较差。无人机飞行受天候等条件的制约较大，浓雾、暴雨、大风等天气不利于获取影像数据，造成不能获取数据或者影像质量较差的问题。在山区地质灾害应急测绘工作中，因天空突然降雨，无人机无法起飞，造成无法在最佳的灾害数据获取时机获取灾害数据。无人机的续航能力有限，现阶段的无人机大多为消费级，续航时间一般都小于 1 小时，专业测绘无人机的续航时间也很难超过2 小时，对于大面积、长距离的地质测绘，必须进行返航充电或者更换电池，降低工作进度，影响了该技术在偏远地区工作的使用。

2.2 管理层面：飞行空域限制、数据安全与隐私保护问题

无人机应用在管制方面飞行空域受限。我国管制无人机飞行空域，地质测绘所在地很多位于机场净空保护区、军事管制区以及禁飞区，在飞行空域上申请很难获批，甚至几乎不能获批，地质测绘活动受限；而数据保密与安全问题也很严重，地质测绘采集的数据，包含地形、地质等地质数据，这些数据一旦被窃取，便会危害国家安全和利益。

2.3 人员层面：专业技术人才短缺、操作人员技能不足

人员层面的问题同样突出。无人机低空摄影测量涉及摄影测量学、计算机科学、地理信息系统等多学科知识，专业技术人才短缺。高校相关专业课程设置滞后，人才培养数量与质量难以满足行业快速发展需求，具备无人机操作、数据处理、地质测绘综合能力的复合型人才更是稀缺。现有操作人员技能参差不齐，部分人员仅掌握基础的无人机操作技能，对数据处理软件使用不熟练，无法对复杂地形、特殊场景进行合理的航线规划与参数设置，导致获取的数据质量不达标，难以满足地质测绘高精度要求。

三、无人机低空摄影测量技术在地质测绘中的发展策略

3.1 技术创新与优化

技术创新是突破无人机低空摄影测量技术应用瓶颈的核心。在硬件设备方面，研发高性能无人机，提升无人机的续航能力，将专业测绘无人机续航时间延长至 4 - 6 小时。增强无人机的抗风、防雨等环境适应能力，使其能在 5 - 6 级风、小雨等恶劣天气条件下稳定作业。在数据处理技术上，利用人工智能与深度学习算法，开发智能化数据处理软件，实现影像自动拼接、空三加密与三维建模，降低对高端硬件设备的依赖，将大面积数据处理时间缩短。推动多源数据融合技术发展，将无人机摄影测量与激光雷达、InSAR 技术相结合，获取更全面、准确的地质信息，提高测绘成果的精度与可靠性，满足复杂地质条件下的测绘需求。

3.2 管理政策完善

完善管理政策是保障无人机低空摄影测量技术有序应用的关键。推动空域管理政策优化，建立针对地质测绘等专业用途的无人机飞行空域审批绿色通道，简化审批流程，缩短审批周期；明确各类地质测绘区域的飞行权限与管理细则，在保障航空安全的前提下，扩大无人机飞行空域范围。加强数据安全与隐私保护管理，制定统一的数据安全标准与监管机制，要求企业对地质测绘数据进行分级分类管理，采用加密存储、访问控制等技术手段，确保数据安全。

3.3 人才培养与队伍建设

人才是推动无人机低空摄影测量技术发展的重要力量。在高校教育层面，优化相关专业课程设置，增加无人机操作、摄影测量数据处理、地质信息分析等课程内容，加强理论与实践教学的结合，培养具备多学科知识的复合型人才。鼓励高校与企业开展产学研合作，建立实习实训基地，为学生提供实践机会，提升学生的实际操作能力。在行业培训方面，针对现有从业人员，定期组织开展专业技能培训与考核，培训内容涵盖无人机高级操作技巧、复杂场景航线规划、专业数据处理软件使用等。建立行业技能认证体系，持证上岗，提升操作人员的整体技能水平。通过举办行业技能竞赛、学术交流活动等方式，激发从业人员的学习热情，促进技术交流与创新，打造一支高素质的无人机低空摄影测量专业人才队伍。

结语

无人机低空摄影测量技术凭借高效、灵活等优势，显著提升了地质测绘的效率与精度。本研究提出的技术优化、政策完善及人才培养策略，有效解决了应用中的现存问题。该技术的广泛应用推动了地质测绘行业的数字化转型，为资源勘探、灾害防治提供有力支撑。随着技术融合创新，其在地质测绘领域将发挥更大价值。

参考文献

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