李宁1 刘新堂2
1泰安市金土地测绘整理有限公司，山东 泰安，271000
2山东正元建设工程有限责任公司，山东 济南，250000
摘要：随着我国社会经济、科学技术的不断发展，无人机航测技术已经应用于多个领域，并且取得了显著成果。在工程建设中，测绘工作作为其中的重要环节，对于其精度的要求也越来越高，在传统的测绘工作中，常常存在因为人的主观因素或粗心等问题而导致测量数据失真的情况，又常因测量对象的复杂程度、工作量大导致工程进度受阻，而通过无人机航测技术能够有效减轻工作人员的工作量，同时大幅度提升测量数据精准性。
关键词：无人机航测技术；工程建设；应用
引言
随着我国现代化进程加快，科技水平的不断提高，涌现了一大批高科技无人机制造企业，如大疆创新、纵横大鹏、飞马机器人、千寻位置等。无人机作为硬件高度集成、软件高度智能并具有良好性能的设备，在现代化工程建设中得到广泛的应用，其包含的多项技术优势对于提升测量质量与数据精准度有着较高的帮助。
1无人机航测技术
无人机航测技术是继卫星遥感、大飞机遥感之后发展起来的一项新型航空遥感技术。无人机航测是利用飞机作为飞行平台，将专用的相机对地表进行摄影，经过后期处理后获得地面形状、大小、位置、特征和相互关系的一门技术。无人机低空航测遥感技术具有机动灵活、低成本、可实现快速响应的特点，在公路、机场、港口、水利大坝等工程项目建设领域已得到广泛应用。相对于传统的全野外数字化测图，具有测图效率高、外业成本低、作业人员少等优势。在工程建设过程中，利用无人机拍摄高分辨率影像，通过影像处理软件对拍摄的数据进行处理，获取工程现场的正射影像和地形数据。因此，在无人机使用过程中，需要影像采集系统以及影像处理系统有效结合起来。影像采集系统主要包含了航线规划模块、飞行控制模块和地面监控模块，影像处理系统主要是指影像拼接生成、镶嵌、分幅、匀光匀色等软件系统。
2无人机航测作业流程
无人机航测作业大致可分为以下步骤：
2.1准备工作
在执行航测任务前首先应获取到航测相关要求，如航测范围、航测精度要求、输出坐标系等，其次要进行现场踏勘，查看有无影响无人机作业的高大建筑物、高压线等，选择合适的起降场地；第三，要进行像控点的制作和测量，像控点一般选择“L”形或“对三角”形，像控点喷涂的大小根据成像分辨率进行确定，像控点的布设应在测区范围内均匀分布，一般采用GNSS-RTK模式进行测量。
2.2航线规划
在一般情况下，固定翼无人机的飞行时间普遍在60分钟以上，旋翼无人机的飞行时间一般在30分钟左右，但为了避免因为飞行器能源耗尽而出现坠机情况，应该有效控制无人机的飞行时间，在满足航测精度的情况下提高航飞效率，首先需要根据航测范围进行航线规划工作，从而确保航测工作的全面、完整。无人机航测作业，一般设置航向重叠率在70％~80%，旁向重叠率在70%左右，根据航测技术要求确定航高、地面分辨率等。
2.3飞行组装检查与航测实施
固定翼无人机在飞行任务前应进行飞机的组装，并进行GNSS模块、磁罗盘模块、空速管模块、机翼及螺旋桨模块、航线等一系列飞前检查，确保飞机作业正常。旋翼无人机应进行螺旋桨、电池安装等方面的检查，待检查完成确保无异常情况后执行航测任务。
2.4数据下载整理
航测任务完成后应第一时间下载POS数据、拷贝影像数据。
采用PPK后差分系统还需要下载基准站静态接收数据，移动站数据，并进行后差分解算得到每张影像精确的坐标。
2.5数据处理
市面上常见的影像数据处理软件有Pix4D mapper、ContextCapture、DJI Terra、Photoscan等，但数据处理流程大致相同，主要包括：影像数据的导入、输入输出坐标系的选择、像控点数据的导入和刺点工作、自动化空三解算、输出成果等。
3在工程建设中的应用
3.1在工程勘察设计中的应用
无人机航测技术适合带状区域(公路、铁路、河流、管线等)和中小面积区域（机场、港口、水利大坝等）影像及地形的获取。无人机不存在人体生理限制和健康损伤问题，易于执行枯燥的、肮脏的和危险的任务，尤其适用于工程前期的勘察设计工作。与卫星相比，综合成本低，时效性高，机动灵活，全面立体的视角极大减少工程师现场勘察的工作量。随着无人机技术的高速发展，其在工程建设前期的选定线路及桥渡方案、后期工程的泥石流、崩塌、滑坡调查中的重要性将日益凸显。在泰安市重点工程“引黄入泰”项目中，利用无人机在5天时间内获取了长达100公里的带状影像和地形，并在较短的时间采集了沿线1:1000带状地形图，大大提高了作业效率。
3.2在数字化施工中的应用
数字化施工作为近几年在建设领域新兴的行业，在公路工程、水利大坝工程、机场工程中的应用越来越广泛。无人机航测技术可为数字化施工管理平台提供高清正射影像和三维电子沙盘，定期的数据更新可让参建各方更直观的了解项目建设进度，更宏观的了解项目概况。鄂州机场工程已实现每周更新一次征地红线范围内的5厘米分辨率的正射影像及垂直模型，让业主及各参建单位更直观的了解项目进度。无人机航测技术还可以快速的获取工程现场的填筑标高以及快速计算挖填方量。
3.3在工程竣工验收中的应用
在工程竣工验收阶段进行一次无人机航测，不仅能获取到竣工时的高清正射影像或倾斜模型，还能从航测数据中提取到各关键部位的坐标和高程，与设计数据进行校核，检验工程能否满足设计要求。利用无人机航测技术可以较快速的获取每个关键位置的坐标值进行检验，相比传统的抽检模式更能体现工程建设的质量。泰安市徂汶景区灌溉管线工程的验收工作采用无人机航测技术，在正射影像上可以清晰看到每个管线头并可以快速采集到其坐标，与设计坐标进行对比并计算偏差，检验是否满足设计要求以达到验收标准。
4无人机航测技术改进措施
为确保无人机航测技术在工程建设工作中得到有效的应用，保证测绘数据的准确性，需要测绘单位加强对相关工作人员技能素质的提升，确保其在能够对无人机操作技术加以熟练的应用，并且培养其故障诊断能力，从而有效避免因为无人机存在故障而强制飞行带来的损失。相关的无人机厂家应当根据现阶段市场的需求对无人机的飞行性能进行改进，例如在续航、摄影等方面进行提升，相关的厂家可以通过和国内外的知名摄像、发动机、电池厂家互相合作，从而有效提升无人机飞行器的硬件性能。
结语
综上所述，在当前阶段，无人机航测技术在工程建设中已经得到广泛的应用，能够有效提高作业人员工作效率和辅助决策人员进行工程管理，但是因为天气、无人机续航等因素的影响还存在一些问题需要解决，需要相关的科研人员和生产商根据问题加以进一步的研究，从而使无人机航测技术得到更高效应用。
参考文献
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[2]林仁超.无人机航拍技术在工程测量测绘中的应用[J].城市地理，2017（22）：126-127.
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