无人机航测技术在海图测绘中的应用研究

　　摘 要：近年来，低空无人机遥感技术的快速发展，为用户提供了一种快速数据采集、处理、分析应用为一体的新型测绘方式；无人机航测系统智能化高、机动性强、影像分辨率高、成本低的优点为海洋测绘覆盖高危地区提供了可能，在海洋测绘领域的应用越来越广泛。结合海图数据丰富的海图要素信息，采用无人机技术更新海图陆域要素和近海海图是一项具有开拓意义的课题，为近海航海保障、港口规划及海图修编提供了新的手段。

　　1免像控无人机航测系统

　　大鹏CW-10C1：500免像控航测系统是集成纵横大鹏无人机科技有限公司CW-10C垂直起降固定翼无人机、后差分GPS，及讯图科技有限公司天工免像控航测数据处理软件的完整解决方案。具有航线自动生成、自主起降及飞行控制、飞行状态实时监控、高精度POS数据生成、现场数据质量检查、一键式免像控空三解算等功能，主要应用于海岛、海岸带大面积区域基础地理信息数据采集、海岸工程动态监视监测、数字城市建设、国土资源调查、地质环境勘察、灾害应急处理等多个领域，是传统航空摄影测量手段的有力补充。主要由地面控制站、天线、飞行器（含自动导航系统及机载图像采集设备）等部分组成。

　　2无人机航测技术在海图测绘中的应用

　　2.1电子海图制作技术

　　随着计算机技术与航海技术飞速发展产生了以数字形式表达的电子海图。电子海图主要以海域地理信息和航海信息为表现形式。电子海图内容涉及到海洋及海洋周边的陆地，并详细记载了岸行、岛屿、礁石、浅滩、沉船、水深、地质、助航标志、潮流、海流等海域资料信息。电子海图的符号制作是依照IHO相关标准和规范制作，但在符号描述方面一般采用文本描述法，也就是 “所见所得”的海图符号表示方法。IHO相关标准和规范是也是目前对于海图水深注记表示的主要方法。海礁表示方法主要海岛礁符号分类及海礁编码。“所见所得”的海图符号是一种能确立海岛礁符号设计的一般方法，并且开发了适用于海岛礁图制作软件的符号库系统。英版航海通告信息自动搜集与处理技术在海图配准、电子海图中数字接边、数字化海图制作中点状要素注记、自动配置和航海图书生产流程中的色彩管理方案等问题，进一步完成了电子海图的生产工艺。

　　2.2电子海图应用

　　航海的要求是船舶安全、迅速地到达目的地，现代航海需要利用先进的导航设备，同时，还需要了解国际水运相关法规、世界各国海上交通管理制度，因此，它具有多学科融合、综合性强的特质。在测绘地理信息技术不断发展的今天，电子海图的发展也很快。从纸海图初级电子复制品到过渡性电子海图系统（ENS），再到今天的ECDIS（电子海图显示与信息系统，符合有关国际标准的船用电子海图系统），电子海图已发展成为新型的船舶导航系统和辅助决策系统，它既能连续提供出船位，还能综合并提供与航海有关的各种信息，提醒且有效防范各种险情。在实现船舶航行集成化和智能航海过程中，船舶定位方法、航海资料集成、物标识别手段、航行记录方式、航行值班要求的进步等具有划时代的重大意义，而这些都离不开电子海图。这是因为电子海图具有信息内容更为丰富、信息显示更符合实际需求、更便于船舶导航使用、海图改正更为便捷、发行成本更低、发行更快的明显优势。目前，许多人海上出行都选择e-航海，借助互联网获取云数据中心提供的最新海图、实时潮位、气象情况、航行警告、各类通告等大量信息，实现船舶智能导航。目前，我国已着手e- 航海航保信息标准化以及应用技术的研究，提供海图改正、数字航标、动态潮汐等信息，提供数据的在线发布与实时更新，总结探索全新的航海应用模式。

　　此外，水下机器人和水面无人艇等新技术在海洋领域应用越来越广泛。随着科技的进步，水下机器人已经用于应急水下监测、海底观光旅游、码头等构建物观察等；水下爬行机器人则用于海底油气管线的检测和维修；水下清洗机器人与水下机器人、智能定位技术、空化射流技术有机结合，较好地解决了吸附、定位、清理困难等问题；深海作业区域，自治式潜水器（AUV）搭载多波束声纳实施深海地形测量，是当今海洋科考的首选，适于深海水下大面积探测和数据获取，可以获取分辨率更高的多波束数据。随着技术的进步和智能化水准的不断提升，我国积极参与的水面无人艇已经实现了环境感知—目标识别—数据融合—航线规划的跨越式发展，应用范围更加广泛。水面无人艇能够在相对极端的海洋环境中作业，可在海洋测绘、海洋调查与应急响应、海洋环境监管、海上军事活动等方面发挥重要作用。

　　2.3精度分析评定

　　精度评定包含地理精度评定和数学精度评定两方面。地理精度评定采取外业巡视的方法对图面地理要素的正确性及数据完整性、综合取舍的合理性、接边质量等进行检查。数学精度评定采取野外实测检查点并对比图上同名点坐标，为检测航测成果精度，对全路线进行抽样检测。机载POS系统辅助航空摄影测量技术免像控测图关于绝对定向与区域网平差中基本定向点、检查点的最大限值要求按《数字航空摄影测量空中三角测量规范》。

　　结论

　　随着无人机航测技术研究不断深入，免像控系统进行产业化应用推广，必将改变长期以来无人机航测严重依赖地面控制点的情况，将对无人机航空摄影测量带来深远影响。免像控无人机航测系统仍然具有很大的性能提升空间，通过采样频率的提高和姿态传感器的精度优化，免像控航测系统才能够适应更精细的地形测量要求。

　　参考文献：

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　　[4]张凯，张好运，卢旭升，游画，薛彬，翟京生.无人机海岛礁航空摄影测量技术应用[J].测绘通报.2018（09）.

　　[作者简介]王静征 ，男，1984，汉，黑龙江省哈尔滨市，本科，工程师，研究方向：海洋测绘。