張勇

[摘要]地形圖測(cè)繪對(duì)于我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)工程具有重要意義，可以為工程整體規(guī)劃提供必要的地理信息，有助于建設(shè)的科學(xué)合理性?，F(xiàn)階段針對(duì)地形圖的測(cè)繪已經(jīng)衍生出許多技術(shù)，本文對(duì)地形圖測(cè)繪的概念以及該類工作在城市規(guī)劃設(shè)計(jì)與土地使用管理中的應(yīng)用進(jìn)行綜合性的論述，肯定了該類工作的實(shí)際意義。在查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料的基礎(chǔ)上對(duì)目前使用較多的測(cè)繪技術(shù)進(jìn)行綜述，涉及全站儀測(cè)繪、GPS數(shù)字測(cè)繪，對(duì)各類技術(shù)的特點(diǎn)以及應(yīng)用情況進(jìn)行分析，并對(duì)無人機(jī)技術(shù)進(jìn)行描述，包括無人機(jī)技術(shù)的概念、無人機(jī)的測(cè)繪系統(tǒng)組成以及工作流程，并論述了無人機(jī)技術(shù)的特點(diǎn)優(yōu)勢(shì)以及無人機(jī)技術(shù)的缺點(diǎn)，以期為測(cè)繪行業(yè)相關(guān)人員的技術(shù)水平提升提供理論參考借鑒。

[關(guān)鍵詞]地形圖測(cè)繪;無人機(jī)技術(shù);意義及前景分析;方法論述

[中圖分類號(hào)]K99 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A [文章編號(hào)]1671-5918（2019）05-0117-02

doi：10.3969/j.issn.1671-5918.2019.05.053 [本刊網(wǎng)址]http：//www.hbxb.net

引言

無人機(jī)技術(shù)是在電子遙控、信息遠(yuǎn)程交流等技術(shù)上通過融合與創(chuàng)新發(fā)展而來的一項(xiàng)新型人為替代技術(shù)，其以自身的簡(jiǎn)便性、高效性在諸多行業(yè)領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用，逐步發(fā)展成了一種技術(shù)潮流。本文針對(duì)該技術(shù)在地形圖測(cè)繪工作中的應(yīng)用進(jìn)行了論述，以期推動(dòng)地形圖測(cè)繪行業(yè)與無人機(jī)技術(shù)的融合。

一、地形圖測(cè)繪簡(jiǎn)介

地形圖是指地理表面起伏情況以及起伏的地點(diǎn)投影在水平平面上的地理信息圖像，可以詳細(xì)地對(duì)地面上存在的山溝丘陵、人文建筑以及土壤植被等地理信息進(jìn)行綜合性描述。

二、地形圖測(cè)繪的應(yīng)用

（一）在城市規(guī)劃設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

隨著我國(guó)現(xiàn)代化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，我國(guó)的城市化建設(shè)得到了迅猛發(fā)展。在具體的建設(shè)過程中多涉及基礎(chǔ)性的地理形態(tài)信息的需求，以此來為建筑位置的安排、建筑風(fēng)格的設(shè)計(jì)以及建筑的長(zhǎng)期使用效果評(píng)判提供合理的參考資料，提高城市建設(shè)的資源利用效率以及城市建設(shè)工程的質(zhì)量水平，還包括針對(duì)不合理建筑的識(shí)別。地形圖測(cè)繪則在以上方面為城市規(guī)劃設(shè)計(jì)提供了必要的信息數(shù)據(jù)，高效、合理的平面圖測(cè)繪在數(shù)據(jù)信息時(shí)代結(jié)合網(wǎng)絡(luò)信息傳輸技術(shù)，可以持續(xù)為相關(guān)的城市設(shè)計(jì)規(guī)劃人員提供城市地理建筑設(shè)施的變化情況，幫助其分析建筑安排的科學(xué)性提高工作水平。

（二）在土地使用管理中的應(yīng)用

我國(guó)是位于亞洲的東南部，橫跨三種地形區(qū)域，屬于國(guó)界內(nèi)各地區(qū)之間地形面貌差別較大的國(guó)家，涉及平原、高原、盆地、丘陵等多種地理形態(tài)，這為我國(guó)的總體土地利用規(guī)劃帶來不小的困難。通過放大比例的地形圖的測(cè)繪，相關(guān)人員可以從宏觀的角度上對(duì)我國(guó)整體的地理形態(tài)分布特點(diǎn)進(jìn)行大體的了解，從而有助于改善土地使用管理政策提出的實(shí)際性。

三、地形圖常用測(cè)繪技術(shù)論述

（一）全站儀測(cè)繪

1.全站儀測(cè)繪概述。全站型電子距離測(cè)試儀（簡(jiǎn)稱全站儀）是融合了光學(xué)、機(jī)器學(xué)以及電子學(xué)等多學(xué)科技術(shù)的高端測(cè)量器械，可以同時(shí)進(jìn)行水平、垂直角度以及平面、斜面距離的測(cè)量。通過全站儀進(jìn)行的地形圖測(cè)繪則稱之為全站儀測(cè)繪。全站儀測(cè)繪的具體工作流程主要包括野外情況考察、測(cè)繪方案設(shè)計(jì)、圖根把控測(cè)制、野外資料收集、內(nèi)業(yè)制圖、圖像質(zhì)量驗(yàn)收以及導(dǎo)出成果。

2.全站儀測(cè)繪的特點(diǎn)與應(yīng)用。通過全站儀進(jìn)行的地形圖測(cè)量繪制工作可以實(shí)現(xiàn)測(cè)繪數(shù)據(jù)精準(zhǔn)程度的提高，但該測(cè)繪技術(shù)對(duì)于人力相對(duì)較為依賴，在野外地形圖測(cè)繪過程中的工作量較大。全站儀目前多應(yīng)用于人文分布密集場(chǎng)所的測(cè)繪工作，相比較于野外測(cè)繪，城市、鄉(xiāng)村的測(cè)繪環(huán)境條件更優(yōu)越，且可以為其較大的物力、人力消耗提供及時(shí)支持。該技術(shù)以高精準(zhǔn)度的特點(diǎn)，在高精準(zhǔn)度要求的城鄉(xiāng)地基的測(cè)繪、房屋位置的測(cè)繪以及1比500與1比1000的城市規(guī)劃設(shè)計(jì)圖中使用較為廣泛。

（二）GPS數(shù)字測(cè)繪

GPS RTK數(shù)字測(cè)繪是全球定位系統(tǒng)實(shí)施動(dòng)態(tài)測(cè)量（GlobalPositioning system Real Time Kinematic）數(shù)字測(cè)繪的簡(jiǎn)稱。江西省曾針對(duì)GPS RTK技術(shù)進(jìn)行了網(wǎng)絡(luò)基點(diǎn)站臺(tái)——江西省衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)（Jiangxi Satelhte Navigation and Positioning Sys-tern，JSNPS）。只要測(cè)繪地點(diǎn)可以接收到通訊信號(hào)以及接受大于4顆衛(wèi)星發(fā)射的電磁信號(hào)，便可以通過實(shí)時(shí)控制點(diǎn)的矯正運(yùn)算可以獲得該控制點(diǎn)的地理坐標(biāo)數(shù)據(jù)。

GPS RTK具有很好的便利性，只要測(cè)繪區(qū)域可以滿足基本的信號(hào)接收需求，只需一名專業(yè)人員便可以輕松獨(dú)立地實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)程度為厘米級(jí)別的定型圖測(cè)繪工作。GPS RTK技術(shù)目前多應(yīng)用于城市規(guī)劃圖的設(shè)計(jì)測(cè)繪工作。

四、無人機(jī)測(cè)繪技術(shù)

（一）無人機(jī)測(cè)繪技術(shù)簡(jiǎn)介

無人駕駛移動(dòng)機(jī)械（Unmanned Aerial Vehicle，UAV）原指軍方專用的使用無線電遙控設(shè)備進(jìn)行操控的機(jī)械飛機(jī)，隨著機(jī)械技術(shù)的發(fā)展，無人機(jī)的概念范圍進(jìn)一步擴(kuò)大，可以通過遙控設(shè)備來實(shí)現(xiàn)移動(dòng)操控的機(jī)械均可以泛稱為無人機(jī)。

無人機(jī)通過在無人機(jī)上搭載信號(hào)接收裝置、信號(hào)發(fā)射裝置以及圖像接收裝置，即可以實(shí)現(xiàn)以無人機(jī)為載體的信號(hào)收集工作，成為目前信息收集工作的主流工作模式。無人機(jī)技術(shù)在地形圖測(cè)繪中的應(yīng)用即為無人機(jī)測(cè)繪技術(shù)。

（二）無人機(jī)測(cè)繪系統(tǒng)組成

無人機(jī)測(cè)繪系統(tǒng)主要包括無人飛行機(jī)器工作版塊、圖像資料收集版塊、地面飛行行為控制版塊以及信號(hào)傳輸版塊。其中，無人飛行機(jī)器工作版塊包括飛行機(jī)器的基本架構(gòu)、飛行機(jī)器的電力能源供給裝置、電力能源調(diào)節(jié)裝置以及飛行關(guān)鍵槳翼，在實(shí)際的地形圖測(cè)繪工作中，還要搭配輔助電子遙控裝置以及電能組。

（三）無人機(jī)測(cè)繪工作流程

無人機(jī)地形圖測(cè)繪技術(shù)普遍采用“內(nèi)先外后”的工作模式，首先對(duì)待測(cè)繪區(qū)域的簡(jiǎn)要情況與已有數(shù)據(jù)進(jìn)行收集整理，之后依照測(cè)繪工程的具體要求來進(jìn)行飛行參數(shù)的設(shè)置。在環(huán)境條件滿足無人機(jī)的飛行要求時(shí)進(jìn)行飛行數(shù)據(jù)收集工作，并對(duì)飛行的效果水平進(jìn)行考察。在完成必要的數(shù)據(jù)收集之后，要將數(shù)據(jù)的圖像參數(shù)導(dǎo)致電子計(jì)算機(jī)的處理軟件中，對(duì)圖像進(jìn)行包括變異差值修訂、Wallis變換等在內(nèi)的預(yù)先處理，運(yùn)用攝影裝置自帶的矯正檢驗(yàn)版塊對(duì)圖像位點(diǎn)的坐標(biāo)位置進(jìn)行更正，利用專業(yè)的數(shù)據(jù)處理運(yùn)算軟件進(jìn)行3D模型的構(gòu)建，并依托于數(shù)據(jù)攝影工作站點(diǎn)實(shí)現(xiàn)大比例地形圖的繪制工作。

（四）無人機(jī)測(cè)繪技術(shù)的特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)分析

首先，目前流行的地形圖測(cè)繪專用無人機(jī)可以實(shí)現(xiàn)云層下、水平地面1000米的飛行工作，由此可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)航空地形圖測(cè)繪技術(shù)在云層高空飛行限制所引起的受天氣干擾以及云層視線遮掩而無法準(zhǔn)確獲取圖像資料的缺陷。隨著電子信息傳輸技術(shù)與機(jī)械制造及時(shí)的發(fā)展，無人機(jī)的飛行控制可以通過地理形態(tài)預(yù)設(shè)與顯著特別地理建筑物的導(dǎo)航系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)地理標(biāo)志物多方位、多角度的地理形態(tài)圖像信息數(shù)據(jù)，為3D造影提供充足的數(shù)據(jù)支持。該技術(shù)相比較于其他技術(shù)掌握起來更加容易，所使用的儀器設(shè)備的維修保養(yǎng)也更為簡(jiǎn)便。

（五）無人機(jī)測(cè)繪技術(shù)的缺點(diǎn)

無人機(jī)因其設(shè)備的體積小、重量輕，因而在地形圖的測(cè)繪工作中容易受到外界干擾，其安全性對(duì)于地形圖測(cè)繪的工作開展的順利性具有重要意義。此外，地形圖測(cè)繪用無人機(jī)由于重量承受的限制，所加載的圖像收集裝置多為非專業(yè)測(cè)量性，相比較于傳統(tǒng)航空地形圖測(cè)繪所加載的專業(yè)性圖像收集裝置鏡頭的變異性較大，容易導(dǎo)致觀測(cè)點(diǎn)、投影中點(diǎn)以及成像點(diǎn)三點(diǎn)之間的不共線現(xiàn)象。

五、結(jié)束語(yǔ)

本文針對(duì)我國(guó)的現(xiàn)代化建設(shè)工程對(duì)于地形圖的測(cè)繪需求日漸提高的背景，進(jìn)行了無人機(jī)在地形圖測(cè)繪工作中應(yīng)用的淺要分析，期望可以為無人機(jī)技術(shù)促進(jìn)地形圖測(cè)繪工作水平的提高提供必要的理論參考。