陕西省水利电力勘测设计研究院 陕西省西安市 710001
摘要：随着科学技术的发展，无人机技术在我国日趋成熟，尤其在工程测量中得到了广泛应用。无人机航测技术在工程测量中有独特的优势，能保证工程测量的质量和效果。一般情况下，无人机航测技术应用于较为复杂的工程、对测量精确度要求较高的工程及无法使用一般测量方法的工程中，可提升工程测量的精确性。文章重点分析无人机航测技术在工程测量中的应用，以期为同行提供参考。
关键词：无人机航测技术；工程测量；具体应用
1引言
随着科技的进步和社会的发展，我国摄影测量技术得到了大幅提高。鉴于无人机轻型化、便捷化和智能化的特点，无人机航测在小区域和飞行困难地区高分辨率影像快速获取以及小区域地形测量方面具有高效、直观等显著优势。本文通过具体案例，论述了提高无人机航测精度的方法；并通过与传统方法的对比，论述了无人机航测的高效性和测绘产品的多样性。
2无人机航空摄影测量技术
无人机航测系统又称为无人机驾驶航空器系统（UAS，Unmanned Aircraft System），该系统具有机动灵活、高效快速、受气候条件影响较小、作业成本低、适用领域多等特点。在无人机航空摄影测量之前，有必要了解一下其基本技术指标和要求：①获取能用于立体测量的真彩色数字影像；②按0.2m地面分辨率进行飞行设计，获得的影像满足1:2000比例尺的DLG、DEM和DOM的成图精度要求；③配置高精度动态GPS接收机，通过后差分技术计算得到机载GPS轨迹；④航向重叠度是60%~80%，旁向重叠度是15%~60%；本项目用的无人机是成都纵横大鹏无人机科技有限公司生产的大鹏无人机（型号为CW-10SONYA7R相机一套）和2台大疆PHANTOM4RTK无人机。
3无人机航测技术的优点
3.1检测效率高
无人机航测技术在空中对工程进行实时检测时，每一刻都在输送数据，并且处理手段和方式也相对快速准确，可以有效处理紧急事件。无人机航测技术在进行工程测量的过程中对设计需要的各种数据都可以准确获取。
3.2检测尺度大
工程涉及到的各种复杂地形或者恶劣条件及一些人工无法进行测量的区域，都可以交给无人机进行，要想获得良好的检测效果，就必须符合小区域的测量要求。目前，无人机航测技术较为成熟，可以提升工程测绘范围的伸缩性，可以将整个地面的布局通过三维构图的方式来将目标地区的实际情况反映在相关器械中，为工程施工人员提供准确全面的数据支持。
3.3信息处理速度快
无人机航测技术由于装载高新技术设备，进行数据采集后再处理的能力也很强，无人机进行数据处理速度快，不仅提升了测量效率，而且保证了测绘质量。
4无人机在水利测量中的具体应用
4.1航线规划及影像采集
根据现场踏勘情况和无人机续航时间、地形测量精度要求，在奥维地图中预先设置每个架次的飞行范围，范围的设置要充分考虑影像的旁向重叠度。该地区为限高区，为安全起见，航高设置100m，设计航向重叠度为80%、旁向重叠度为85%，地面分辨率为3-5cm，航速控制在10m/s，实际操作中均增加了重叠度。影像数据采集较为简单，将设置好的航线通过飞控软件直接上传至无人机，无人机自动进行影像采集。
4.2校验数码相机
数字相机存在的误差问题主要包括了光学误差与机械误差，或者是电学误差。其中机械误差与电学误差属于数字相机所特有的误差类型，与传统光学相机之间存在一定的不同之处。考虑到数字相机具备的特征,需要采取分步骤的方式完成数码相机的整体检校。
第一，通过三维DLT的有效变换，采取直接线性的相应变换系数以及像点坐标的畸变相应改正系数来进行交替迭代的有效计算，从而分步求解出内外方位的各个元素。第二，在空间直线的在像平面基础上的影像属于直线的基本原理，利用相同的方式计算畸变参数的具体初值,构建纠正随机性畸变差的基本纠正格网,便能够完成数码相机的校验。
4.3像控点布设
无人机航测技术在河道中的应用获得的成果精度主要取决于控制点的精度，因此像控点的布设尤为重要，布设像控点必须按照一定的规范进行。无人机航测过程中布设像控点分为两种方式：飞机起飞前和起飞后，但是无论选择怎样的方式都必须符合以下原则：①像控点应该设置在地面比较清晰、容易辨认的位置，比如说斑马线角、道路交叉线等，但是也有一些地物不能作为布设控制点的目标，比如：状地物、不固定的地物、过小的点状地物；②选取的像控点刺点的影像必须很清晰；③像控点应选在高程变化比较小的地方，不能选在高程变化大的有坡度的地方；④选取的控制点旁边不能有强烈干扰卫星信号的物体，尤其应该远离高压输电线。同时为检查成果质量，需适当布设检查点。
4.4相片的重叠设置和选取
在满足精度要求的前提下，尽量提高航飞高度和减少旁向重叠能很好地减少航片数、提高作业效率。根据影像分辨率要求设置航飞高度，天宝无人机航测系统100m航高的地面分辨率为3cm，相片航向、旁向重叠度设置为70%即可满足后处理要求。在质量控制方面，应做好飞行前检查以及飞行后数据覆盖完整性检查；数据后处理前应剔除多余的质量差的相片，以减少影像匹配的繁冗度和匹配时间；空三刺点应选取目标清晰的相片，避开单幅影像的边缘，从而避免因航片畸变差而影响匹配的正确性。
4.5影像数据预处理与空中三角测量处理
影像数据预处理：为了得到满足后期数据处理的pos数据和影像数据，必须对原始采集的数据依据相关的规范规程进行数据检查，重点检查的项目有：航摄重叠度、旋偏角、云量、有无存在航摄漏洞。
空中三角测量处理：影像经预处理后进行空三加密，空三加密利用天工航空影像空中三角测量软件（简称GodWork_AT）进行，此软件是针对航空遥感影像数据研发的高自动化数据处理软件，以输出高精度数字摄影测量产品为目的。它的主要优点是：人工干预或者交互操作的工作量很少，如果确需进行人工交互工作，设计人员也加了自动预测或者人工智能的功能，尽量避免不必要的人工或者重复操作，节省交互时间，简化操作。
4.6制作正射影像
当完成空中三角的整体测量后,便需要通过同名点与控制点来生成需要的DEM，按照生成出的DEM便能够完成测量区域整体正射影像的制作。当进行正射影像的制作时,为了能够让生成出的正射影像可以在接边位置具备均匀的色彩分布且能够自然的过渡，便需要进行正射影像的羽化以及重曝光。
5结束语
无人机航测技术是人工智能技术和信息技术测绘行业的结合，在许多特殊的工程领域发挥了重要作用。无人机航测有着体积小、测绘范围大和操作简单等优点，减少了测绘工作人员的工作量，精确的测量也为工程的顺利安全实施提供了保障，但也需要根据无人机航测技术的具体应用情况，结合工程的具体情况和要求进行改善，以保证航测过程科学合理。
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