谈无人机航测及地理信息技术在地形测绘方面的应用

谈无人机航测及地理信息技术在地形测绘方面的应用

刘欣

株洲湘渌地籍测绘有限公司  湖南省株洲市 412100

摘要： 无人机航测及地理信息技术在地形测绘领域具有广泛的应用前景。本文从无人机技术和地理信息技术两个方面综述了其在地形测绘中的应用现状，并探讨了其优势和挑战。首先介绍了无人机航测和地理信息技术的基本概念和原理，然后分析了其在地形测绘中的应用，包括地形模型构建、地貌特征提取、地形变化监测等方面。接着对无人机航测技术的发展趋势和地理信息技术的应用前景进行了展望，并提出了未来研究的方向和发展建议。

关键词：无人机航测；地理信息技术；地形测绘；地形模型；地貌特征；地形变化监测

引言

地形测绘是地理信息科学的重要组成部分，对于地质勘探、城市规划、环境监测等领域具有重要意义。传统的地形测绘方法主要依靠人工测量和卫星遥感技术，但存在成本高、效率低、精度不高等问题。随着无人机技术和地理信息技术的快速发展，无人机航测及地理信息技术在地形测绘领域的应用逐渐成为研究热点，具有广阔的发展前景。

一、无人机航测技术概述

无人机航测技术是一种利用无人机平台进行航空摄影测量的新兴技术。相比传统的航空摄影测量，无人机航测具有成本低、灵活性高、响应速度快等优势。目前，主要采用视觉测量、激光测量和多光谱遥感等技术手段。通过搭载高分辨率相机、激光雷达或多光谱传感器等设备，无人机可以实现对地表的高精度、高分辨率的测量和监测。这种技术已广泛应用于土地测绘、资源勘查、环境监测等领域，成为地理信息获取的重要工具之一，为各行业提供了高质量的地理空间数据支持。

二、地理信息技术概述

地理信息技术是利用计算机技术对地理空间数据进行全面管理和利用的一种综合性技术[1]。在地形测绘中，地理信息技术扮演着关键角色。地理信息系统（GIS）是其中的核心，通过GIS系统可以对地形数据进行采集、存储、管理和分析，实现对地表特征、地貌等信息的有效整理和展示。全球定位系统（GPS）则提供了准确的地理坐标信息，为地形数据的采集和定位提供了重要支持。此外，遥感技术则通过航空或卫星平台获取地表影像数据，结合地理信息技术的分析方法，可以实现对地表特征和地貌的提取、监测和分析。综合运用地理信息技术，能够高效处理和分析地形数据，为地形测绘工作提供了强大的技术支持。

三、无人机航测及地理信息技术在地形测绘中的应用

（1）地形模型构建

利用无人机航测技术和地理信息技术结合的地形模型构建，开启了地形测绘的新纪元。通过无人机搭载的高分辨率相机或激光雷达等传感器获取的影像数据，结合GPS定位和GIS技术，可以精确测量地表地形，并将数据转化为数字化的三维地形模型。这种模型不仅具有高精度和高分辨率，而且能够快速生成，适用于大范围地形测绘。利用地形模型，可以实现对地表地形的全方位展示，包括山脉、河流、湖泊等地貌特征，为地质勘探、城市规划、自然资源管理等领域提供了重要的参考依据。同时，地形模型的构建也为地形变化监测、地质灾害预警等提供了可靠的数据支持，有助于及时发现和应对地质灾害和环境变化。因此，地形模型构建技术的发展和应用将为地形测绘领域带来更加精确和全面的地形信息，推动地质勘探和环境监测等相关领域的发展。

（2）地貌特征提取

通过无人机航测获取的高分辨率影像数据，结合地理信息技术的先进算法和工具，地貌特征的提取和分析变得更加高效和精确[2]。利用图像处理和模式识别技术，可以自动识别和分类地表的各种地貌特征，如河流、山脉、湖泊、森林等。这些特征的自动提取不仅减轻了人工作业的负担，提高了生产效率，而且还降低了误差率，提高了数据的准确性和可信度。

地貌特征提取不仅局限于自然地貌，还包括人工构筑物，如建筑物、道路、桥梁等。通过地理信息技术的空间分析和建模，可以准确提取出这些人工地貌特征的位置、形状、尺寸等信息，为城市规划、土地利用规划等领域提供了重要的参考依据。

此外，地貌特征的提取还可以结合多种数据源，如激光雷达数据、多光谱影像数据等，综合利用不同数据源的优势，进一步提高地貌特征提取的精度和全面性。这种多源数据融合的方法，能够更加全面地反映地表地貌的特征，为地形测绘提供更加全面和精确的数据支持。

因此，地貌特征提取技术的不断发展和应用将为地形测绘领域带来更加精确和全面的地形信息，为地质勘探、城市规划、环境监测等领域提供更加可靠的数据支持。

（3）地形变化监测

利用无人机航测技术和地理信息技术进行地形变化监测，为地质灾害防治、环境监测等提供了关键支持。通过定期获取地表影像数据，并与历史数据进行对比分析，可以实现对地表地形变化的实时监测和动态分析。这种监测方法具有高时空分辨率和高灵敏度的特点，能够及时发现地表地形的微小变化，为地质灾害的预警和防治提供了重要依据。

在地质灾害防治方面，地形变化监测可用于监测地表的塌陷、滑坡、泥石流等灾害形态的变化，及时发现灾害隐患，并采取相应的预防和治理措施，保障人民生命财产安全。在环境监测方面，地形变化监测可用于监测土地利用变化、水体变化、植被覆盖变化等情况，为生态环境保护和资源管理提供科学依据。

通过地理信息技术的空间分析和数据处理，结合无人机航测获取的高精度影像数据，可以实现对地形变化的定量分析和模拟预测，为决策者提供科学参考，指导地质灾害防治和环境监测工作的开展。因此，地形变化监测技术的应用将为地形测绘领域带来更加精确和全面的地形信息，为社会经济发展和生态环境保护提供更加可靠的数据支持[3]。

三、发展趋势和应用前景

随着无人机技术和地理信息技术的不断演进，无人机航测及地理信息技术在地形测绘领域的应用前景愈发广阔。未来，其发展趋势和应用前景呈现以下几个关键方向：

首先，无人机航测技术将继续向着更高精度和更大覆盖范围的方向发展。随着传感器技术的不断进步，未来的无人机将能够搭载更先进的传感器，如高分辨率相机、激光雷达等，从而实现对地表地形更加精细化的测量和监测[4]。

其次，数据处理和分析技术将成为关注的焦点。随着数据量的增加和数据复杂性的提高，如何高效地处理和分析海量的地形数据成为一个挑战。因此，未来的研究方向将聚焦于开发更快速、更智能的数据处理算法和工具，以提高地形数据的处理效率和分析精度。

另外，地理信息技术的发展将进一步拓展其在地形测绘中的应用范围。除了传统的GIS技术，未来还将涌现出更多基于人工智能、大数据等新技术的地理信息处理和分析方法，如机器学习算法在地形特征识别和变化监测中的应用等，将进一步提升地形测绘的效率和精度。

综上所述，未来无人机航测及地理信息技术在地形测绘领域的发展将朝着更高精度、更高效率、更广泛应用的方向发展，为地质勘探、城市规划、环境监测等领域提供更加精确、全面的地形数据支持，推动地形测绘技术的不断创新和发展。

结论

无人机航测及地理信息技术在地形测绘方面具有重要的应用价值和发展前景。通过不断完善技术手段和方法，可以实现对地形数据的高效获取和分析，为地质勘探、城市规划、环境监测等领域提供更加精确、全面的地形信息支持。因此，加强对无人机航测及地理信息技术的研究和应用，将有助于推动地形测绘技术的进步和创新，促进地理信息科学的发展和应用。

参考文献

[1]叶彬彬,戴矽妍. 无人机航测及地理信息技术在地形测绘中的应用 [J]. 电子技术, 2023, 52 (08): 145-147.

[2]宋利奎. 无人机航测及地理信息技术在地形测绘中的应用 [J]. 中国金属通报, 2023, (03): 204-206.

[3]叶彬彬,戴矽妍. 无人机航测及地理信息技术在地形测绘中的应用 [J]. 电子技术, 2022, 51 (10): 315-317.

[4]刘庆林. 无人机航测及地理信息技术在地形测绘方面的应用 [J]. 资源信息与工程, 2022, 37 (02): 70-72.