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无人机航测技术在工程测量中应用

发表时间：2020/12/15 来源：《基层建设》2020年第24期作者：李玉龙

[导读] 摘要：目前，我国的经济在快速发展，社会在不断进步，随着我国无人机技术的不断成熟，其应用范围不断扩大，在此背景下发展出以无人机为飞行平台的航测技术。

        罗田县自然资源和规划局湖北省黄冈市罗田县 438600
        摘要：目前，我国的经济在快速发展，社会在不断进步，随着我国无人机技术的不断成熟，其应用范围不断扩大，在此背景下发展出以无人机为飞行平台的航测技术。由于这种新型航测技术具有操作简单和测量精度高的特点，同时其还能够实时反馈被测区域的地理空间数据，并可以适应复杂地形条件下的测量要求，因此无人机航测技术在水利工程测量工作中得到了越来越广泛的应用。测量人员要充分了解无人机航测技术特点，合理确定航测方案，准确把握航测技术要点，确保航测数据全面准确。
        关键词：无人机；航测技术；水利工程测量；技术应用
        引言
        社会经济不断发展，我国需要不断完善社会建设工作，在基础建设阶段，需要通过基层测绘工作获取准确的测量数据，根据数据分局基础设施的完善情况，为今后工作提供可靠的参考。
        1无人机航测技术的原理
        无人机是一种无线电设备控制或者是植入程序的一种小型飞行器。使用无人机技术进行工程测量需要高分辨率的摄影仪器或机载激光雷达和处理的技术支持，无人机驾驶飞行器上搭载了负载数码相机以及数码摄录机等数字影像设备进行拍摄和记录，通过影像数据处理技术进行影像同步传输，实现了对地面信息的获取以及监测。无人机航测系统对工程进行测量主要依靠高分辨率影像数据的快速处理和反馈，需要实时对地观测能力以及处理信息的能力，因此无人机航测技术需要影像信息采集系统和影像信息处理系统的支撑。影像信息采集系统包括飞行控制系统和地面监控系统，无人机在空中构建航空立体成像时，无人机沿着飞行线获得垂直的航空像片，航向的重叠一般为70%，旁向重叠大概为50%。像片重叠的具体含义是对间隔相同距离的2个不同位置进行同一目标的拍摄。对获取的这些信息进行处理需要相当出色的数据文件整合能力，将无人机实时拍摄的大量像片进行整理，即对这些像片的质量进行检测，整理航带，对相片进行预处理和更正等。当前进行工程测量的无人机中的遥感信息处理系统一般由空中三角测量系统和三维建模系统构成，空中三角测量系统在工程测量中发挥着重要作用，是保证测量精度的关键。空中三角测量系统首先将经过研讨确定的航带进行整理和融合，确定相互之间的关系，然后对影像进行内定向，通过对无人机拍摄影像的连接点布局进行分析，像控点量测以及平差计算来构成全面的三维立体模型，实现模型定向，最后生成核线影像。从工程实际应用的角度来看，无人机航测技术是现代比较先进和完善的信息采集方式之一，保证测量精度的前提下，降低了对周围环境的要求，本身也具备操作简单、方便快捷的优点。相关的工程技术人员在使用无人机航测进行工程测量之前要先对无人机进行质量检测和性能测试，对存在的问题和异常情况及时处理。
        2水利工程测量工作中无人机航测技术的应用要点分析
        2.1在国土资源管理中的应用
        在国土资源管理中运用无人机航测技术能够在较短的时间内对土地资源信息进行多方位的掌握，从而提高实际工作的有效性。我国国土面积是非常广阔的，尤其是对于一些偏远地区来说，土地资源是相对来说较为丰富的，为了使这些土地资源得到合理的利用，要对这些土地进行有效的测绘工作。在当前时代下无人机航测技术在土地管理中得到了广泛的应用，比如在农村土地所有权确认工作中可以利用无人机航测技术精准性地获得每户土地亩数的精准性数据，给实际工作带来重要的数据支撑，另外对于一些山区地区来说，由于地势是比较险要和多变的，对实际工作带来众多的难点，但是随着无人机航测技术的广泛运用，即使是在一些地势较为严峻的地区，也可以顺利的进行，一定程度上节约了人力和物力的投入。通过无人机航测技术能够对我国国土资源进行动态化的收集和管理，并且建立与之匹配的国土资源管理系统，从而对我国的土地等国土资源进行合理的配置和应用，提高我国经济发展水平。

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        2.2在低空作业中应用
        在基础测绘工作中，地形和环境以及天气等因素会引发很多工作问题，因为工作地形情况比较复杂，会限制航拍起降，如果自然环境较差或者云层比较低，会影响航拍视线，影响基层测绘工作质量。利用无人机航测技术可以降低外界因素的影响，获取准确的数据信息，利用无人机可以保护工作人员的工作安全，在航拍过程中，无人机可以实时跟踪工作人员，工作人员可以远距离操作无人机，在恶劣环境中也可以利用无人机航测技术，不会威胁到工作人员的人身安全。因为无人机的体积比较小，工作人员灵活操作无人机，可以测绘狭窄的工作环境，高质量完成基层测绘工作。虽然无人机航测技术具有广泛的覆盖面积，整体工作非常方便，但是，一些地区影像成像比较小，工作人员可以利用三角测量方法，精确计算影像外方位元素，还可以有效分析加密坐标，获取丰富的数据，再利用相关技术合理处理这些数据，极大的提高测量结果的精度。
        2.3在水利工程中的应用
        水利工程在防洪和提高水资源利用率以及调节江川流量方面发挥了重要作用。随着社会的发展和进步，我国对水利工程越来越重视。要保证水利工程的安全实施，水利工程建设过程中的相关数据至关重要。在水利工程中使用无人机航测技术可以保证工作人员很快获得相关数据，制成模型。无人机航测在水利工程中应用时，首先需要技术人员根据需要测量的具体位置设置无人机停留的点位，然后根据这些点位进行航线规划，并进行航测。如果水利工程所处地势会造成测量误差，那么就需要设置控制点，对无人机的飞行高度和航行路线以及拍摄的方向进行仔细规划。要保证航测过程中数据测量的准确性，需要保证无人机的航行速度、飞行高度以及画面清晰度等。针对大型的水利工程，要在无人机当中安装芯片，设置好航行路线，降低技术人员的工作难度。完成测量后需要对数据进行整合处理，导出无人机航拍的数据，根据航拍的具体位置和方向，再结合数据进行处理。数据计算过程中，需要根据控制点的位置选择合适的坐标系，完成DOM数据处理。
        2.4内业数据处理要点
        在对无人机航测数据进行内业处理时，首先要对影像进行纠偏。主要是由于受拍摄器材自身性能的限制，在镜头边缘位置会存在较为明显的畸变现象。因此应结合相机型号以及检校数据利用专业处理软件来完成影像数据的格式转换以及纠偏处理，还要对航测数据进行空三加密处理。目前在空三加密中可以应用的软件比较多，不同其处理流程基本抑制，均应在新建工程后将数据导入，并自动生成航带，对影像进行处理分析。在完成同名点的提取以及刺点测量后还要进行平差解算以及精度评价，为数据模型的构建奠定良好的基础。在对数据进行结算时，测量人员应在新建项目后加入控制点，然后进行数据处理，最后到处处理完成的数据。在解算时可以先向DATmaxtrix软件中导入航测数据，并建立三维坐标体系，以便航测数据能够与POS数据相互匹配。之后可以利用计算机来自动完成数据的计算和优化匹配。测量人员可以加固布局数据以及相关的文件信息导入到控制点编辑器内，以便对空中区域进行标记。在处理数据时可以采用局部处理对象控点位置进行调整，以确保其精度能够达到测量要求，在完成数据处理后还应对其精度进行检查。
        结语
        通过本文的研究论述，我们可以确定无人机航测技术在很多领域都发挥着不可代替的作用，因此，基层测绘工作需要充分发挥出无人机航测技术的优势，为基础设施建设工作奠定坚实的基础，促进我国国民经济可持续发展。
        参考文献：
        [1]郑凯枫.无人机航测在大比例尺地形图测绘中的应用探究[J].智能城市，2020，6（08）：71-72.
        [2]秦秀山，曹辉，王志修，刘鹏.无人机航测技术在露天矿边坡工程地质调查中的应用[J].有色金属（矿山部分），2020，72（02）：77-80.