地質(zhì)測繪中無人機(jī)技術(shù)的運(yùn)用目錄TOC\o"1-2"\h\u19761一.引言 126865二.測繪技術(shù)的特點(diǎn)及種類 228008（一）測繪技術(shù)的特點(diǎn) 222543（二）測繪技術(shù)的種類 229280三.無人機(jī)在地質(zhì)測繪的應(yīng)用 33402（一）遙感測繪技術(shù)的應(yīng)用 321735（二）攝影測量技術(shù)的應(yīng)用 429492三.測繪技術(shù)發(fā)展趨勢 9摘要：現(xiàn)代化進(jìn)程加快，科技水平也在不斷提高。無人機(jī)作為具有良好性能的設(shè)備，在現(xiàn)代化地質(zhì)地質(zhì)測繪中得到廣泛的應(yīng)用，其包含的多項(xiàng)技術(shù)優(yōu)勢對于提升測量質(zhì)量與數(shù)據(jù)精準(zhǔn)度有著極高的幫助。本文基于無人機(jī)技術(shù)進(jìn)行分析，闡述其自身技術(shù)的特點(diǎn)，并對其在地質(zhì)地質(zhì)測繪中的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行探究，意在通過推廣無人機(jī)測繪技術(shù)，推動國內(nèi)地質(zhì)地質(zhì)測量順利開展，實(shí)現(xiàn)測繪行業(yè)更好的發(fā)展。關(guān)鍵詞：無人機(jī)；地質(zhì)地質(zhì)；測繪技術(shù)應(yīng)用一.引言無人機(jī)測繪技術(shù)屬于我國高新領(lǐng)域的研究內(nèi)容，此項(xiàng)技術(shù)的提出，完全顛覆了傳統(tǒng)測繪技術(shù)中存在的僅可實(shí)現(xiàn)對監(jiān)測點(diǎn)垂直檢測的問題。在使用提出技術(shù)進(jìn)行實(shí)際測繪工作過程中，可在無人機(jī)上搭設(shè)多個傳感設(shè)備與通信設(shè)備，因此，在進(jìn)行數(shù)據(jù)時，可實(shí)現(xiàn)對同一點(diǎn)數(shù)據(jù)的多維度測繪。而使用此種測繪方式，更加有利于提供使用者一個直觀的觀看感受。此項(xiàng)技術(shù)不僅可以實(shí)現(xiàn)對檢測點(diǎn)的精準(zhǔn)定位，同時也可以更具時效性的為使用者還原一個真實(shí)的地質(zhì)信息。在無人機(jī)測繪中，可以設(shè)定一個航拍中心，以此中心作為無人機(jī)測繪的圓心，以此定位數(shù)據(jù)。而此項(xiàng)技術(shù)提供給測量者的精準(zhǔn)定位功能，可將地質(zhì)環(huán)境中多種有機(jī)物體進(jìn)行嵌入式定位，從而使獲取的影像、圖片等測繪數(shù)據(jù)信息內(nèi)容更加豐富，給予使用者更為優(yōu)越的使用體驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)了對傳統(tǒng)測繪技術(shù)功能、性能的拓展。二.測繪技術(shù)的特點(diǎn)及種類（一）測繪技術(shù)的特點(diǎn)1.高精準(zhǔn)度隨著高科技測繪設(shè)備的不斷使用，其誤差比傳統(tǒng)的手工測量更大，更長，新的測繪技術(shù)更加準(zhǔn)確，工作效率也相對較高。計(jì)算機(jī)輔助地質(zhì)可有效減少測量誤差并提高準(zhǔn)確性。2.高自動化在地質(zhì)測量中，所有測量都是使用最新的設(shè)備進(jìn)行的，并且借助最新的設(shè)備和PC模擬，測繪技術(shù)的分析，測繪技術(shù)更加自動化，地質(zhì)勘測的效率也得到了提高。3.操作簡單的特點(diǎn)依賴于專用的測繪設(shè)備，而不是傳統(tǒng)的手動測繪，這使其在測繪過程中更加方便。與傳統(tǒng)的手動測量相比，操作更加簡便快捷，減少了地質(zhì)測繪難度。（二）測繪技術(shù)的種類1.遙感技術(shù)簡稱RS，遙感技術(shù)能夠有效實(shí)現(xiàn)大面積的同步觀測.具有時效性的特點(diǎn)，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用，得到快速普及，能夠有效實(shí)現(xiàn)高分辨率的測繪和航空攝影，是獲得地理信息的重要手段，而且各種比例尺的地形圖都可以利用遙感攝影獲取，為城市中的地質(zhì)測量工作提供更大的便利，是一種十分有效的應(yīng)用手段和方法。以測繪常用的DJ Phantom 4RTK無人機(jī)為例，機(jī)身裝載有可提供厘米級高精度準(zhǔn)確定位的D-RTK模塊，從而能實(shí)現(xiàn)更為精準(zhǔn)的測繪作業(yè)，而且在機(jī)身前左右上下六個部位，均配備了視覺感知和紅外感知系統(tǒng)，可以用來提供全方位的視覺定位和飛行避障。飛行器搭載超高清數(shù)碼相機(jī)，配合三軸防抖云臺控制系統(tǒng)可以拍攝2000W像素照片和2K高清視頻，機(jī)械快門進(jìn)一步確保了測繪航拍成像效果。可以通過手機(jī)連接到遙控器，遙控器通過OCUSYNC高清圖傳技術(shù)，在7KM最大傳輸距離內(nèi)，將拍攝的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時傳輸，在手機(jī)App上還可以顯示實(shí)時高清畫面。也可在App內(nèi)利用事先做好的KML格式文件規(guī)劃飛行路徑，實(shí)現(xiàn)大面積區(qū)域的自動化測繪作業(yè)，具有操作快捷、自動化、信息精確的優(yōu)勢；無人機(jī)的遙控平臺，可以在飛行測量的過程中對無人機(jī)進(jìn)行有效的管理和操作，在操作的時候利用GPS，GNSS，D-RTK模塊的高精度定位技術(shù)獲得參數(shù)，對測繪地區(qū)進(jìn)行定位，對其他運(yùn)行設(shè)備的狀態(tài)進(jìn)行有效地把控，可以有效地對測繪數(shù)據(jù)進(jìn)行有效收集。2.攝影技術(shù)攝影技術(shù)在地質(zhì)研究中變得越來越廣泛。使用高精度相機(jī)和測量設(shè)備。與GPS技術(shù)結(jié)合使用時，可以獲得對象的3D空間信息。它減少了外部操作的工作量，大大提高了測量的優(yōu)點(diǎn)。它在地形圖測量，建筑物變形和各種地質(zhì)測量中起著重要作用，這是傳統(tǒng)測量方法無法實(shí)現(xiàn)的。就當(dāng)前攝影技術(shù)的應(yīng)用而言，它主要用于一些使用航空攝影的大型地理調(diào)查和制圖。地質(zhì)勘測，地籍勘測和制圖可以形成各種格式的圖像地圖，線圖等。以測量和制圖的主要方法為模擬測量儀器并協(xié)調(diào)立體圖的地圖可以提供更好的測量和制圖結(jié)果，并滿足測量自動化的要求。三.無人機(jī)在地質(zhì)測繪的應(yīng)用（一）遙感測繪技術(shù)的應(yīng)用1.測繪制圖中的應(yīng)用遙感技術(shù)執(zhí)行實(shí)際的地質(zhì)勘測，但是比傳統(tǒng)的人工勘測更有效，更穩(wěn)定。但是，來自傳感器的電磁波的使用仍然受到一定程度的干擾。電磁波的波長和頻率，環(huán)境電磁波的干擾以及物理對象的影響等因素使地質(zhì)測量變得困難。為了顯著提高用于地質(zhì)研究的遙感測量結(jié)果的準(zhǔn)確性，可以使用單獨(dú)的通道來保證用于地質(zhì)研究的相關(guān)數(shù)據(jù)。地質(zhì)項(xiàng)目主題也基于準(zhǔn)確的地質(zhì)數(shù)據(jù)創(chuàng)建。允許將來自地質(zhì)測量的數(shù)據(jù)與專題圖進(jìn)行比較。此過程必須確保遙感設(shè)備的穩(wěn)定性，允許傳感器以最高的分辨率分析檢測到的物體的數(shù)據(jù)，并提高使用中的專題圖的質(zhì)量和有效性（圖3-1）。圖3-1遙感測繪技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用場景遙感技術(shù)的應(yīng)用不僅可以對地理信息進(jìn)行處理和傳輸，而且可以不間斷地實(shí)時監(jiān)控地理信息的更新，避免了整個施工過程中地理數(shù)據(jù)隨時間變化的問題。2.地質(zhì)測量中的應(yīng)用由于獨(dú)特的環(huán)境因素，巖土地質(zhì)測量具有許多局限性和高度不確定性。使用遙感技術(shù)可以更好地解決上述問題。利用特殊傳感器的高磁導(dǎo)率，可以對相關(guān)地質(zhì)巖層進(jìn)行覆蓋分析，并在不損壞巖層本身的情況下實(shí)現(xiàn)對地質(zhì)項(xiàng)目的預(yù)先測量分析。項(xiàng)目建設(shè)者和相關(guān)的地質(zhì)學(xué)家將提供準(zhǔn)確的地質(zhì)內(nèi)部信息，提供可靠和準(zhǔn)確的地質(zhì)數(shù)據(jù)支持，并為相關(guān)的地質(zhì)建設(shè)和地理勘測提供更合理的地質(zhì)程序指導(dǎo)。同時，它在一定程度上降低了人工成本，并減少了項(xiàng)目建設(shè)過程中的安全問題。遙感技術(shù)的頻譜分析和衛(wèi)星圖像數(shù)據(jù)分析可用于了解周圍地質(zhì)環(huán)境的發(fā)展過程，并更直觀地顯示巖石沉陷，滑坡，地殼運(yùn)動等周圍地質(zhì)環(huán)境。為地質(zhì)研究和分析提供有力的技術(shù)保證。（二）攝影測量技術(shù)的應(yīng)用在測繪地質(zhì)過程中，使用攝影測量技術(shù)進(jìn)行測繪是一種更為精確的攝影測量應(yīng)用。對于某些地質(zhì)勘測和制圖任務(wù)，將計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用于勘測和制圖，測量結(jié)果顯示在三維空間中，從而可以進(jìn)行地質(zhì)測繪和制圖任務(wù)，全面的測量以及準(zhǔn)確的信息?？梢詫?shí)時跟蹤。攝影測量學(xué)在地質(zhì)研究中的應(yīng)用不需要與物體直接接觸。進(jìn)行遠(yuǎn)程測量時，可以使用遠(yuǎn)程控制技術(shù)來獲取測量結(jié)果。減輕了工作量，提高了工作效率，提高了工作質(zhì)量。測量的準(zhǔn)確性得到保證。此外，攝影測量技術(shù)的使用高度適應(yīng)了不同的環(huán)境，并具有增強(qiáng)的測量和制圖功能。從技術(shù)的具體應(yīng)用的角度來看，遙感技術(shù)在大規(guī)模地形測量中的應(yīng)用可以發(fā)揮其技術(shù)優(yōu)勢。這種地面測繪技術(shù)或遠(yuǎn)程通信地質(zhì)中的測繪技術(shù)可以用來提高測繪的準(zhǔn)確性。攝影測量技術(shù)的應(yīng)用發(fā)揮了全數(shù)字技術(shù)的作用，確保了地質(zhì)測量的質(zhì)量。為了將全數(shù)字?jǐn)z影測量技術(shù)應(yīng)用于大規(guī)模研究工作，除了根據(jù)實(shí)際情況確定藍(lán)圖的形狀外，還使用計(jì)算機(jī)，立體映射設(shè)備并收集數(shù)據(jù)信息，需要自動處理數(shù)據(jù)信息以創(chuàng)建藍(lán)圖。整個過程是自動處理的，無需人工干預(yù)。這樣可以提高測量和制圖結(jié)果的準(zhǔn)確性（見圖3-2）。圖3-2攝影測繪技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用場景1.影像技術(shù)的處理流程遙感影像技術(shù)主要是QuickBird衛(wèi)星數(shù)據(jù)。QuickBird數(shù)據(jù)被廣泛用于高分辨率圖像數(shù)據(jù)。圖像質(zhì)量穩(wěn)定，數(shù)據(jù)采集率高，分辨率高，光譜分辨率高，是農(nóng)村管理的理想選擇。遙感數(shù)據(jù)源，研究區(qū)域使用的2017年QuickBird遙感影像。圖3-3遙感影像制作流程1.原始數(shù)據(jù)的收集本研究中使用的QuickBird衛(wèi)星的第一個衛(wèi)星數(shù)據(jù)通常存儲在TIF影像4-6中，圖像應(yīng)為DataPrep-Mosaicimages-Mosaicpro格式，如下圖所示：圖3-4影像拼接2.數(shù)據(jù)融合QuickBird的原始多幀和全色數(shù)據(jù)兼容，可以直接連接到F111而無需存儲。融合前的圖像根據(jù)融合前的圖像質(zhì)量和光譜特性進(jìn)行處理。融合方法使用全景融合算法來更好地保持頻譜信息。合并后，檢查每個場景圖像的混合效果。技術(shù)路線如圖4-7所示。圖3-5數(shù)據(jù)融合技術(shù)路線3.融合前遙感影像處理融合圖像處理包括高分辨率單區(qū)單色和多頻帶多光譜多光譜數(shù)據(jù)。來自一個頻帶的高分辨率打孔光信息在不同位置改善了局部紋理對比度，顏色清晰度和紋理細(xì)節(jié)，以改善噪聲并改善圖像亮度增強(qiáng)。利用多個低分辨率多頻帶光譜數(shù)據(jù)執(zhí)行顏色增強(qiáng)處理，以提高圖像清晰度。不同類型地球的顏色差異增加了不同顏色的識別。4.全色影像數(shù)據(jù)處理合并應(yīng)該迅速強(qiáng)調(diào)QuickBird數(shù)據(jù)的高分辨率。在融合之前使用灰度線性漸變處理完整的顏色數(shù)據(jù)，這有效地增強(qiáng)了顏色數(shù)據(jù)的灰色對比度并改善了紋理細(xì)節(jié)。避免添加錯誤信息和非線性拉伸方法，以避免原始圖像的灰度值與灰度圖像失真值之間的相對關(guān)系，這會影響圖像對象類型解釋的準(zhǔn)確性。5.多光譜影像數(shù)據(jù)處理在聚焦圖像中，光譜數(shù)據(jù)是多光譜成像數(shù)據(jù)的主要特征。多光譜Quickbird數(shù)據(jù)包括四個光譜帶：藍(lán)色，綠色，紅色和近紅外。它具有高光譜分辨率。不同的區(qū)域具有反映不同對象的獨(dú)特優(yōu)勢。在組合圖像數(shù)據(jù)之前，有必要分析圖像以說明最佳波段組合，圖像復(fù)合波，不同目標(biāo)反射特性，可用波段信息和所描述土地的準(zhǔn)確性的最佳使用。融合前的色彩增強(qiáng)，根據(jù)圖像數(shù)據(jù)和研究區(qū)域的類型特征調(diào)整每個波段的亮度和對比度，并進(jìn)一步調(diào)整圖像的色度和飽和度，效果不理想。6.影像融合在圖像處理中，遙感一般采用融合主成分，IHS轉(zhuǎn)換，比率變化，高通濾波，打印產(chǎn)品，BROFE，波形，全景融合，IHS轉(zhuǎn)換和GRB的方法。全景融合算法主要用于圖像融合，光譜數(shù)據(jù)保存完好。使用PANSHARP融合算法組合來自多個光譜全彩色數(shù)據(jù)，它可以提供有關(guān)地面物體組成的清晰信息，突出主要土地類型的特征（如耕地，建設(shè)用地，林地，水體），道路等）；光譜特征恢復(fù)了多光譜圖像的真實(shí)顏色信息，并且沒有光譜異常。融合后，圖像色調(diào)均勻，明暗對比度適中，圖像色彩接近自然真實(shí)色彩；可以清楚地表達(dá)土地利用類型特征和特征邊界。視覺解釋可以區(qū)分各種特征類型。7.融合后影像處理融合后，圖像數(shù)據(jù)的亮度相對較低，圖像顏色較暗，灰度分布的動態(tài)范圍較窄。通過適當(dāng)?shù)拇碳ぜ夹g(shù)分析和調(diào)整研究區(qū)域的融合圖像。當(dāng)設(shè)置融合圖像的比例尺分布時，動態(tài)范圍增大，結(jié)構(gòu)清晰，光與陰影之間的對比度適中，色調(diào)均勻，它清楚地區(qū)分了重要的特征。8.色階拉伸對于低亮度對比度的融合圖像數(shù)據(jù)，調(diào)整灰度動態(tài)范圍并進(jìn)行線性拉伸，使R，G和B層的直方圖接近正態(tài)分布，每層圖像數(shù)據(jù)的灰度動態(tài)范圍擴(kuò)大了，同時也有助于提高影像的亮度和飽和度。圖3-6單通道色階拉伸效果三.測繪技術(shù)發(fā)展趨勢近年來，我國的測繪技術(shù)呈現(xiàn)快速發(fā)展的趨勢