刘利
广东省韶关航道事务中心武江航标与测绘所 ，广东 韶关 512026
摘要：最近几年以来，科技领域不断进步，先进技术层出不穷。无人机技术的应用与发展越来越受到社会各界的关注。本文对无人机测量系统的发展进行了分析和论述，针对无人机测量系统在航道测绘工作中的应用做了研讨。
关键词：无人机；航道测绘；测量系统；应用分析
引言
经济的发展促使各地经济交流的日益频繁，我国的航道测绘工作量因此而不断增加，且呈逐年递增态势。基于此，现实情况对航道测绘的工作效率提出了更高的要求。现阶段，传统的测绘技术已经难以满足当前的现实需求，测量技术与设备在各方面技能的升级与优化迫在眉睫，以改善现状。低空测量技术，结合了无人机与测量系统的优势和特长，促使航道测量的工作效率得到大幅度提升，并有效减少了工作人员的工作压力，值得迅速投入到测量工作的实际应用当中。
一、无人机测量系统的发展情况
无人机的种类有很多，其中包括固定翼机、无人直升机以及无人旋翼飞行器等等。其主要通过无线电遥控设备，对不载人飞机进行程序控制。无人机的诞生要追溯到20世纪，早先被应用于军事方面，后来才被民众使用。直到21世纪，人们通过智慧的挖掘，发现无人机的可应用领域十分广泛，自此，无人机迎来了其新的发展历程。
无人机和测量技术的强强联手，为测量领域带来了更多助力。无人测量系统的智能化、自动化等特点深得人心，而且其空间信息的获取速度更加迅速。西方国家自上世纪末就开始在测绘工程中运用无人飞行器。在全球定位系统开放之前，无人飞行器的航摄作业遥控操作还存在一定的局限性。
我国在20世纪末便正式启动了对无人机测量系统的研究，经过长期探索与革新，我国的无人机测量系统在测量地理信息数据方面已经取得了一定的成就，为传统的航空摄影测量手段提供助力支持。
二、无人机测量系统在航道测绘中目前遇到的关键性技术难题
无人机测量系统在航道测绘中很可能会遇到通讯失败，操作不受控制的情况。如果无人机在工作过程中，遭遇雨雪、大风天气或其它意外情况，导致数据链路的断开，最终都将导致无人机操作脱离控制。一旦发生这样的情况，必然会致使无人机着落时发生损坏。如果无人机着落地点范围内有行人或设施，便会着陆范围内的人员及设施造成伤害。
此外最近几年无人机的使用数量大幅度增加，导致无人机之间的信号互相干扰的问题十分严重，而这些干扰的现象大部分都是出现在无人机的飞行空间范围内，如果任由这样的情况发展下去，那么就会在飞行空间中有大量的无人机，不仅会造成飞行拥堵，还会导致控制信号拥堵，进而出现无人机互相撞击损坏的问题，对于载人飞机的正常运行也会带来一定的影响。
三、无人机测量系统在航道测绘中的应用分析
无人机测绘技术的基础是空中航测技术，通过保证航测技术在空中绘测是的精确操作,得到更高准确率的数据为绘制地形图的环节提供更精确的信息，辅助图纸的绘制,以达到最大程度上减小误差的作用,便于后期建设工程的实施。航道养护工作的前提基础，是做好航道测绘。这对于后续航道的养护、建设与管理等方面都具有重要意义。航道测绘工作所涉及的测量和观测对象，包括航道的水深、陆地的地形以及相关的建筑物等。其中，一些对象仍然需要运用传统的RTK测量以及全站仪观测，这些对象包括河两岸地形、水边线、桥梁、建筑物以及植被等等。无人机测量系统在航道测绘中的具体应用有以下几个方面：
（一）在岸线、海滩测量中的应用
在对岸线及海滩进行测量的过程中，无人机测量技术可以凭借自身的工作高效的特点，对测量对象实施精确且多频次的测量，从而更加准确有效地反映出测量对象的变化情况。
相比之下，传统的RTK测量与全站仪测量方式，在面临陡坎、水洼等地形测量时，无法达到像无人机测量技术那样的适应能力，继而难以获取准确的测量数据，在这一方面，无人机测量技术略胜一筹。另外，无人机可以针对较大规模或较大面积的地理环境进行数据信息获取，而且能够保证数据的准确性和科学性。但其前提，是要对相控点布设均匀，尽量让布设点与明显特征或参照物地点相重叠，保证相片具有重叠度。
（二）在复杂地区植被测量中的应用
无人机测量系统中的LIDAR系统，即激光雷达系统，具有能够记录同一脉冲的多次反射这一特点，一些激光束可能会发生以下情况：激光束向树冠顶部发射，但光束的一部分顺着顶部树叶的边缘继续向下照射，继而投射到更多的枝干或叶片上来；有些光束可能会直接被打到地面上、并返回。最终，同一组脉冲被多次返回并记录到三维坐标点、进行分层表示。这样一来植被和地形的数据便可以更加详细和准确，从而打消了RTK测量信号受困于植被环境的顾虑。
（三）在码头等临河设施测量中的应用
如果航道沿线的临河设施数量较多，很可能存在浮式码头这样的设施。由于传统的测量手段局限性较强，对于浮式码头之类的设施的测量，通常要间隔几年采才进行更新，这样一来，便会影响到对码头位置信息测量的准确性。这时，便可以充分发挥无人机测绘数字化测量技术的优势，顺利、快捷、精准地测出码头的准确位置，促使航道管理部门的航道资源保护工作更有效率。
（四）在航道整治建筑物观测中的应用
如果航道测绘工作在枯水期开展，可能会遇到航道整治建筑物露出水面的现象。无人机测量系统能够通过大规模成像的方式，对点位坐标的特点进行观测和获取，进而实现对整治建筑物的实时监控，以便及时发现其变化情况。通过对相关建筑物变化情况的分析，相关部门可以更加顺利地实施修复工作。
（五）在桥梁建筑及架空电缆等观测中的应用
在对桥梁建筑及架空电缆等对象进行观测工作的过程当中，无人机激光雷达系统应用数字化测量技术，能够通过定期的观测，对桥梁建筑以及架空电缆等对象实行形变及最低点变化监控，从而高效、迅速地确定精准的观测数据。
（六）在水深测量中的应用
无人机激光雷达系统的数字化测量技术，具有测量水深的工作能力，它能够以特定的波长对水深进行探测。目前，该技术已经被应用于海洋深度测量工作当中，但是这一技术如果遇到长江流域或者杂质较多的其他水域检测，就会影响最终检测效果，故这种无人机激光雷达系统不适用于悬浮杂质较多的水域检测。
（七）在船舶流量、地质灾害等监测中的应用
无人机测量系统的低空航测技术能够以自身大规模迅速成像的优势，在船舶流量监测以及地质灾害监测等领域中发挥价值。此外，它还可以被应用于一些破坏航道行为的监测工作当中，尤其是在与激光雷达合作之后，可以突破时间的限制，对信息进行准确高效的获取。
（八）在大比例测图中的应用
就目前无人机摄影测量系统的应用情况来看，其可以满足较大比例测图的需求，而且在工期、成本以及精度等方面的优势都十分明显，与此同时能够大幅度地减少外业工作压力，促进生产效率的提升；而无人机激光雷达系统能够通过获取大量的数据云点，形成大比例尺测图，并能够保证图片的精确度。
【结论】无人机测绘技术正在随着科学技术的发展、继续向新的高度迈进，在航道测绘工作当中，无人机测绘技术扮演着重要角色。无人机系统将会以提升测绘成果的可靠性作为目标，努力强化航道养护管理效能、为工作人员降低工作强度，从各个方面实现优化和提升，为航道公共服务质量做出保障。
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