我國島嶼總面積約8萬平方千米，約占陸地面積的0.8％，面積大于500m2的海島有6500多個，大部分無人居住。準確、可靠、系統的獲取島礁及其周邊海洋信息數據，建立島礁水上水下一體化高精度模型，實現島礁信息的“數字化”和“透明化”，可為海洋經濟發展、環境保護、權益維護提供科學的數據和信息依據。 

由于波浪和潮汐原因，水邊線會隨時間不斷變化，導致水上和水下數據在建模時存在數據空白區域。近年來興起的船載水岸一體化綜合測量技術，集成了水上激光掃描系統、水下多波束測深系統、全景影像采集系統和POS定位定向系統等實現水岸一體測量的綜合測量技術，較好地實現了水深及地形數據的拼接與融合。但是該方案仍存在3個問題:①船載激光掃描系統對水上部分只能進行側向掃測，被掃測對象頂部的區域容易造成掃測盲區。②當島礁周邊地形以灘涂為主且潮差較小時，船載激光測量與多波束測量成果之間存在淺水部分盲區。③無人島礁缺失基準點，測量成果絕對精度較低，難以滿足工程需要。采用小型無人機航空測量技術手段進行空中俯視掃測，可解決頂部盲區問題。有學者提出了合理利用高低潮差、基于水陸兩用車的水岸一體綜合測量技術、機載藍綠激光水深測量技術等方案，可減少淺水地帶的盲區。跨海高程傳遞手段是解決基準點缺失問題的常用手段，而無人島礁一般距離岸邊較遠導致實施較為困難。探索一種新的系統綜合高效解決上述問題成為當務之急。

如今，無人機、無人船等海洋新型測量平臺技術逐漸成熟，本文設計了一種基于無人機和無人船的島礁地形測繪系統，分別搭載激光雷達、多拼相機、多波束測深儀等設備，在大地測量獲取的高精度基準坐標基礎上，合理利用潮位的高低潮差，并根據無人船吃水淺的特點，全面獲取海島礁的水上水下三維地形、三維模型，實現島礁地形等值線提取和島礁資產調查等功能，為有效維護島礁主權和島礁資產管理提供數據支持。

系統設計及創新點

⒈系統組成

基于無人機和無人船的島礁地形測繪系統由大地測量分系統、機載分系統、船載分系統以及數據分系統組成。各分系統見圖1。 

系統組成示意圖

⑴大地測量分系統

無人島礁一般距離大陸較遠，缺失基準點。導致無人機和無人船數據的相對精度較高，而絕對精度不足。因采用跨海高程傳遞較難實施，本文通過GNSS測量基站控制點的三維坐標。

大地測量分系統的主要作用是:①作為島礁規劃建設的依據和基準數據；②確保無人機航拍和無人船作業期間的RTK高精度位置定位及地面檢核點(外部檢核)的精確檢核；③對無人機航攝、水下測量數據進行精確糾正；④對不同數據成果進行坐標轉換。

⑵機載分系統

無人機航空攝影作為空間數據采集的重要手段，具有快速高效、機動靈活和成果精細的特點。面向無人島礁等高危險地區，可以快速獲取高分辨率正射影像和激光點云等數據。本文利用大地測量提供的高精度控制點信息，提高無人機測量絕對精度，成果可用于島礁規劃與施工。

機載分系統主要用于獲取島礁陸上部分成果。多拼相機用于獲取真三維模型及DOM數據。在低潮時間段，通過無人機進行水陸交界處數據獲取，可以擴大水上數據獲取范圍，提高與水下數據的重疊度，以提高數據拼接的精確度。

來源：無人機之家