无人机航测在国土资源测绘中的应用方法思考
摘要
关键词
无人机航测;国土资源测绘;精准度;应用策略
正文
一、无人机航测概述
无人机航测(UAV Photogrammetry)是利用无人机搭载高精度的航拍设备进行空中摄影,结合测量技术获取地面目标的空间数据,进行地形、地物、地质等方面的测量与分析的技术【1】。其主要应用领域包括土地勘测、城市规划、农业监测、环境保护、灾害评估等。
二、国土资源测绘概述
国土资源测绘是指对国家的土地、矿产、森林、水资源等自然资源进行系统调查、测量、分析和评估的工作。通过使用先进的测绘技术,收集、分析和管理地理空间数据,以支持国土资源的合理开发、利用、保护和管理。实际来看,国土资源测绘在国家发展、资源管理、环境保护和灾害防治等方面发挥着重要作用。
三、国土资源测绘的难点
(一)数据精度和可靠性问题
国土资源测绘需要高精度的地理空间数据,尤其是在土地测量、矿产资源调查、森林资源监测等领域,任何细小的误差都可能导致后续分析和决策的偏差。不同测量方法和设备可能会导致数据差异,如何保证不同数据源的一致性和可比性,确保数据的准确性和可靠性是一个难点。
(二)复杂地形与环境因素的影响
在山区、森林或其他复杂地形中,传统的地面测量和遥感技术可能受到障碍,如何高效获取这些区域的地理信息是一大挑战。而且天气状况、季节性变化等因素可能影响数据的采集,尤其是对于无人机航测和遥感影像采集来说,云层、降水等自然因素可能导致数据采集的不稳定性。
(三)高技术设备的运用与维护难度较大
国土资源测绘依赖于高精度设备,如全站仪、激光雷达、无人机、高分辨率卫星等,这些设备不仅成本较高,而且操作和维护难度大。不同的设备适用于不同的测绘任务,如何根据具体需求选择最合适的技术设备并保证其稳定运行是一个技术挑战。
(四)人员技术水平限制
国土资源测绘涉及多个专业领域,需要测绘人员具备高度的专业技能。人员的技术水平直接影响测绘质量,技术人员的培训和更新也成了一项持续的挑战。而且国土资源测绘不仅仅是单纯的地理数据采集,还涉及地质学、环境学、法律等多个学科领域,需要跨学科团队的协作,而这种多学科的协调和配合也是一大难点。
综上所述,国土资源测绘的难点涵盖了技术、环境、人员等多个方面。为了解决这些问题,测绘工作需要不断引入新技术、优化工作流程、加强人员培训和提升数据处理能力。
四、无人机航测在国土资源测绘中的优势
首先,相比传统的地面测量方法,无人机航测能够在较短时间内覆盖广泛的区域,显著提高测绘效率。尤其是在大规模区域的测绘任务中,无人机的快速性十分突出;其次,无人机航测相比传统的航空摄影或卫星遥感具有更低的投入成本。无人机价格相对便宜,且使用成本低,特别适用于中小规模的测绘任务。无人机航测能够自动化飞行与数据采集,大幅减少对人工操作的依赖,降低人工测量的成本和误差;然后,无人机航测能够提供高分辨率的影像和精确的地理数据。配合高精度的地面控制点(GCP)和后处理技术,能够达到厘米级甚至毫米级的测量精度;此外,无人机能够轻松飞越复杂地形,如山区、森林、湿地等,这些地方传统的测量手段(如全站仪、激光扫描等)可能难以操作。无人机可以在这些难以到达的区域执行任务,极大提高了测绘的适用性和灵活性。综上所述,随着无人机技术的不断发展,它在国土资源管理、环境监测、灾害评估等领域的应用将会越来越广泛。
五、无人机航测在国土资源测绘中的应用方法
无人机航测在国土资源测绘中的应用方法主要依赖于无人机搭载的各种传感器和飞行技术,通过精准的数据采集与处理来实现不同类型的测绘任务。实际作业环节,可以通过以下手段进行应用。
(一)地形测量与地籍调查环节的应用
操作环节,无人机可以搭载高分辨率相机进行航拍,获取地面影像数据。根据地面控制点(GCP)和影像的重叠度,利用影像处理软件生成正射影像图和数字高程模型(DEM)。应用环节,无人机航测用于测绘地形图、土地利用调查和地籍资料更新。通过影像拼接与地形建模,可以精确绘制出地形轮廓、地块边界、建筑物位置等信息。采集环节,无人机可以搭载不同波段的传感器(如RGB相机、近红外相机、多光谱相机等),通过多波段影像获取不同类型的地物信息。无人机可以进行土地利用分类与变化监测,如农业用地、林地、建设用地等的精确划分,能够快速采集大量高分辨率的数据进行土地覆盖变化分析和动态监测。
(二)三维建模与城市规划环节的应用
采集环节,通过无人机航测采集的影像数据,结合计算机视觉技术和结构光技术,可以生成高精度的三维地形模型(DTM)和三维城市模型。应用环节,无人机航测被广泛应用于城市规划、建筑物监测和灾后评估等。三维模型能够帮助规划人员进行城市布局、道路交通、公共设施等方面的分析和决策。
(三)矿产资源勘查环节的应用
在矿产资源勘查中,无人机可以搭载激光雷达传感器,对矿区进行激光扫描,获取精确的地面三维数据。实际来看,无人机航测可用于矿山地形勘测、矿体边界划定、土壤质量监测以及矿产资源的动态变化监测。激光雷达的数据可以有效分析矿区的地貌特征、开采条件以及周边环境变化。
(四)环境监测与生态保护环节的应用
测绘环节,无人机可以搭载多光谱相机、红外成像仪或热成像仪等传感器,进行大气污染、森林火灾、水体污染等环境监测。应用环节,无人机航测可用于环境污染源的定位、生态恢复监测以及自然保护区的遥感监测。它能够对区域环境变化进行实时跟踪,及时发现污染源或生态破坏情况,提供决策支持【2】。
(五)灾后评估与应急响应环节的应用
灾后,特别是地震、洪水、滑坡等灾害发生后,无人机可以迅速飞行到灾区,进行影像和激光雷达扫描,快速获取现场数据。实际操作环节,无人机航测可以帮助快速评估灾后影响,绘制受灾区域的损毁情况,评估道路、桥梁等基础设施的损坏程度,进行灾后恢复和重建规划。
(六)精准测绘与工程测量
无人机可以搭载RTK/PPK系统进行高精度定位,实时修正飞行中的误差,确保数据的精度。应用环节,无人机航测在大型基础设施建设项目中用于精确测量,如道路、桥梁、隧道等工程的测绘。通过精确的地面坐标和影像信息,快速完成项目的设计和施工图绘制。
结语
无人机航测在国土资源测绘中的应用方法多样,涵盖了从地形测量、土地利用分析到环境监测、灾后评估等多个领域。通过高精度的影像采集和数据处理,能够提供实时、准确、经济、高效的测绘服务。
参考文献
[1]巩秀莉. 浅析无人机航测在国土资源测绘中的应用 [J]. 华北自然资源, 2021, (05): 73-74.
[2]殷行. 浅析无人机航测在国土资源测绘中的应用 [J]. 价值工程, 2020, 39 (28): 236-237.
作者简介:陈红,女,19921215,满,河北省承德市,本科,工程师,研究方向:国土资源工程系列工程测量专业。
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