於兴琦
马鞍山金桥测绘有限公司 安徽马鞍山243100
摘要：近年来，我国社会经济建设得到了迅猛发展，作为保障经济建设发展的重要前提，道路运输行业得到了国家和社会前所未有的关注和政策扶持。道路建设工程总量的需求日益增加，这对公路工程勘测工作是一个严峻的挑战。
关键词：无人机；摄影测量；工程勘测
一、无人机摄影测量技术的应用解析
（一）无人机摄影测量技术概述
顾名思义，无人机摄影测量技术是一种使用无人机设备进行空中定点摄影，进而实现工程现场数据勘测和地质地理特征测绘的一种技术。无人机从机场起飞，控制室里的操作人员通过遥测遥感技术进行远程操控，指挥无人机飞抵目标区域上空完成地质地理数据采集任务，并回传给远程控制室进行数据整理和分析。
（二）无人机的系统构成及分类
无论形态大小和功能异同，所有的无人机系统均由以下四个硬件子系统组成：远程遥感-控制系统、机上飞行控制系统、远程控制系统（中心），信号收发系统。远程遥感-控制系统和远程控制系统（中心）用以实现无人机的远程遥控，机上飞行控制系统用于解析远程遥控人员的飞行指令并予以实施，信号收发系统则用于即时数据的传输。除了以上的硬件设备，无人机还有相应的软件组成部分，以完成无人机飞控信号的处理并实现远程通信和遥测功能。
（三）无人机的摄影测量技术解析
无人机的摄影测量技术按照技术迭代和发展阶段可以分为模拟信号解析和数字信号解析两种形式。模拟信号解析起源较早，根据摄影采集的现场图片通过可见光的形式，由数据分析人员手工进行GPS数值定位和地质地理特征绘制，不仅工程效率低下，而且通过人工界定的方式容易造成测量数据产生较大程度的偏差，严重影响勘测工程质量，因此，现在模拟信号解析技术已逐步被工程勘测行业所淘汰。。而一九九二年在国际摄影测量大会上出现的数字摄影测量处理系统，直接把无人机的摄影测量技术从落后的模拟时代提升到了数字化时代。数字信号解析技术通过专用图像识别软件，对无人机采集的带有GPS阵列信息的图片，经过图片降噪、边缘抗锯齿和图像增强等技术，对图片进行预处理，而后通过图像识别软件提取地质地理关键图形或像素，最后使用软件拼接形成数字化正射投影图像数据。
（四）无人机摄影测量技术的优势
和传统的人工布置采样机器进行数据收集过程不同，无人机摄影测量技术在公路工程勘测方面具有以下突出优势。
1、适用性广
无人机摄影测量技术的适用性广主要体现在云台搭载设备的适用性和无人机对于测量环境需求较低两方面。由于无人机云台的相关接口为行业标准接口，可以匹配不同工程需求的测量设备，包括GPS设备、摄影设备、小型激光测距设备或毫米波雷达测距设备等，甚至于可以搭载普通民用相机进行简单的摄影拍照工作。由于无人机负责的摄影测量对测量环境没有严苛要求，在小雨天气情况下依然可以高效地完成测量工作。
2、机动性强
无人机摄影测量的高机动性，主要体现为对于起降场地的要求较低，一般较为平整的泥路就可作为跑道实现无人机的安全起降，甚至于有的轻型无人机可以通过轨道弹射或者手抛的方法进行放飞，测量任务完成后通过拉网拦截的方式进行回收作业。
3、分辨率和数据处理效率高
对于低空作业的无人机摄影设备，其遥感测量的数据精度和照片分辨率最小可达0.1m。
4、勘测工程成本低
传统的人工勘测工作需要工人亲临现场，为此工程需要支出相当部分的人力和物资成本。
而无人机摄影测量技术的引入，能用最少的成本完成高危地区和偏远地区的公路工程勘测工作，还能大幅降低诸如1：500至1：10000等大比例尺测量绘图任务的工程成本。
二、无人机摄影测量技术的应用流程
无人机摄影测量技术在公路工程勘测中的应用流程和实施步骤如下。
（一）无人机摄影测量区域的实地考察
在开展无人机摄影测量活动前，应指派专人前往摄影测量区域进行实地考察。收集现场地质地貌、地表植被以及周边公众设施设备、交通人流等信息，为实现无人机的正常起降提供数据支持。
首先要在实验室建立标定白板，通过软件补偿的方式为相机编制有针对性的标定表。比如对航测相机的[50，50]到[55，60]区块的像素点做整体左偏移一个像素单位的补偿，用于对抗其畸变差，得到真实有效的测量数据。实验室校验法简单且易于实施，但无法模拟真实复杂的情况，因此在完成实验室校验之后，要到室外进行实地校验。操作方法和实验室校验一样，需要技术人员首先在场外地面设置规则的标定记号点，然后为无人机规划编写测绘高度、飞行速度和航线，应特别注意规划无人机飞行航线时应尽量多的交叉重叠，以确定和校对相同GPS位置时航测相机的畸变差。保证航测相机的可靠校验是保障公路工程勘测工作顺利完成的首要前提。
（二）无人机航线的规划和试航
一方面，在进行无人机的航线的规划时应首先按照工程测量绘图的比例尺要求，明确地面勘测分辨率。通常按照1：500比例尺分辨率小于等于5cm，1：1000比例尺分辨率小于等于10cm，1：2000比例尺分辨率小于等于20cm，1：5000比例尺分辨率小于等于25cm的要求实施。
另一方面，考虑到所选无人机的续航问题，以及无人机的航测相机窄相幅的特点，对于其航线的规划应遵循以下四点原则：航路与勘测的对象公路走向统一原则；无人机分区高程差小于等于航高1/h原则；航路直线原则；测量区域多分区原则；
在完成无人机的航线的规划后，还需要对无人机进行场外试航，确保GPS设备和飞控单元状态正常方可进行后续步骤。
（三）现场数据的采集和处理
在依靠先进卫星技术完成测控现场的像控点布置以及现场航测相机校验工作之后，需要利用空三加密软件对分区网数据进行平差操作。在完成三角测量工作后，利用高程数据模型产生对应的初始正射图像，依靠三角测量时的方位元素数据拟合初始正射图像得到多个同名位点，通过计算机数据整合，得到数字高程模型。而后还需经过EPT软件对初始正射图像做进一步的拼接处理，并使用PS软件检查拼接后的图像质量，应着重检查拼接图片的颜色过渡区域、拉花形变区域、重影区域等问题，并加以修改和处理。至此，就得到了最终的数字正射影像图。
（四）测量数据的精度评估
最后还需要对使用无人机摄影测量的测绘精度进行有效评估。其评估工作可以借用之前测量现场布置的像控点来开展。无人机的测量数据精度分为平面精度和高程精度两个方面，业内通常采取求平面数据或高程数据的均方根，来测算该区域的高程误差和平面误差数值。
结束语
综上所述，我国科技强国建设目标的稳步推进，在工程勘测尤其是公路工程勘测领域取得了长足的进步和显著的成效。伴随着国家基础设施建设过程中提出的高标准、高质量的工程建设要求，我国对于公路工程勘测的数据时效性、图片分辨率和精度，以及测量技术的灵活机动性提出了更为严苛的要求。无人机摄影测量技术最为一种较为新颖的室外工程测量技术，能显著提高公路工程勘测的测量效果，为此，本文就无人机摄影测量技术在公路工程勘测中的应用重点，展开了详尽探讨。
参考文献
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