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无人机航测技术在工程测量中的应用尚熠

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

[导读] 摘要：随着科学技术的发展，我国的无人机航测技术有了很大进展，并在工程测量中得到了广泛的应用。

        昌吉回族自治州国土资源规划研究院新疆昌吉市 831100
        摘要：随着科学技术的发展，我国的无人机航测技术有了很大进展，并在工程测量中得到了广泛的应用。无人机航测技术运用在工程测量中，能够推动工程顺利开展，效果显著，通过现代化方式实现工程测绘与数据采集。因此在进行工程测量时，应加强对航测技术的运用，并且了解这项技术在运用时的注意事项，提升测量精准性，推动工程向着更好方向发展。
        关键词：无人机；航测技术；工程测量
        引言
        为了明确河湖管理范围，确定河湖管理责任，能够使河道工程正常运行，加强水域岸线的管理以及完善水环境治理系统，也是为了进一步推行河长制，依照法律规定落实地方主体责任，切实做好各级河湖管理范围和水利工程管理与保护范围调查测量工作是至关重要的。随着科学的与时俱进，航空摄影测量与遥感技术取得了巨大进步，尤其是无人机航测技术被更多的应用到实际测量中，在水利工程测量中同样得到了一定的应用。本文就无人机航测技术在河湖管理中的应用做一些探讨。
        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无人机航测技术在工程测量中的应用
        2.1获得影像资料
        在进行工程测绘过程中，使用无人机航测技术时，需考虑测绘区域的地貌地形，然后选择对应的飞行平台，保证平台在选择时的合理性。这一测绘技术与传统技术之间相比，获取影像时的手段有较大差异性。无人机在飞行时，虽然悬偏角比较大，但是像幅却比较小，因此在获取影响资料时，可以利用空中三角技术修复和纠正拍摄，在此情况下，能够使拍摄漏洞尽可能减少。同时在获取影像资料时，可以运用转弯缓冲技术、延迟拍摄补偿技术等。
        2.2三角测量模式
        在观测流动点的时候，一般都是采用三脚架对其测量，这种模式在设计的时候会从空中三角测量和加密点测量两部分进行。前者就是让目标区域的空地位置能够突显出来，然后对其标识距离进行合理控制。

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此外，在规划自由边缘位置时，其空中加密点测量需要在侧线外进行，待空中三角加密点测量结束后，才能展开下一步测量任务。
        2.3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。
        2.4整理数据
        无人机将工作结束之后，需将采集数据导出，然后预览数据，选择和要求相符的数据。在此过程中，需充分了解不同地形的实际比例尺，重视对比例尺的核对，并且处理影像数据与航拍位置，对倾斜角以及航向进行调整。在此过程中，需将之前确定的控点布置具体位置作为依据，确定新建项目，针对目标点建立相应坐标图。利用专业软件对工程实际位置和数据之间进行整理匹配，细致规划、严格处理设计参数，构建科学、合理坐标体系，在绘图制图中和颜色修正、图像编辑中将航测结果完成。
        2.5一般工程中无人机航测技术的工作流程
        建筑工程或者其他的基础工程建设中需要进行高精度测量时，也会用到无人机航测技术。首先需要根据工程的实际需求来确定测量区域，对测量区域的空气湿度、风向风力、坡度等进行实地考察。再根据测量对象的精度和其他要求确定摄影技术和航测技术的设计，在无人机航测进行过程中同样需要对像片进行畸变差改正。为了保证测量的正确性，在每一张成图中还需要设置十几个检查点，生成数字高程模型，并进行质量验收。无人机执行航测任务的过程中极易受到气流的影响，导致角度过大或者偏离航线等情况出现，故要在施工中给无人机加装三轴稳定平台等设施，提升无人机航测的稳定性，从而提高工作效率。
        3DOM工艺的应用
        DOM主要是把无人机航拍回来的数字化图片和不同阶段的影像进行样本采集，然后纠正其他影像因素而产生的失真问题，使得这些正射影像图能够更标准。具体操作就是无人机通过低空拍摄对信息数据进行相关收集，在完成这个步骤后，就要展开相应的定向操作，而一般情况下，定向操作主要分为三种，即内定向、相对、绝对定向，通过这三种方式来纠正数据和镶嵌影像，最后在进行检查，从而形成DOM成果。
        结语
        综上所述，无人机航空摄影测量技术在河湖管理中的应用，不仅能够节省人力还可以提高工作效率，同时可以为甲方提供多样的测量成果，来适应新时代环境下更高的要求。利用无人机航空摄影获得的成果绘制的地形图成图精度完全满足1：2000大比例尺测图的要求，为后续绘制断面，划界埋桩提供了保证。随着无人机航测技术的飞速发展，能实时获取更高精度的POS数据，后处理软件处理能力的不断提高提升，与此同时，长航时、载荷量大的无人机整体性能明显提升，无人机航测技术的应用领域能够满足更多的测绘工程需求。
        参考文献：
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        [2]朱海斌，王妍，李亚梅.基于无人机的露天矿区测绘研究[J].煤炭工程，2018，50（10）：171-175.
        [3]孔文琼，张瑜都.测绘新技术在建筑工程测量中的应用[J].粘接，2019，040（008）：87-91.