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关于无人机航拍技术在工程测量测绘中的应用

发表时间：2021/7/1 来源：《建筑科技》2021年6月下作者：白翔，李才峰

[导读] 随着科技的发展，我国无人机技术逐渐成熟，并在各个领域中得到广泛的应用。在工程项目中，测量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，在传统的测量测绘工作中，常常存在因为人工问题而导致测量数据失真的情况，同时测量地形的复杂、工作量大导致工程进度受到限制，而通过无人机航拍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。

广西南宁市壮族自治区国土测绘院白翔，李才峰 530023

摘要：随着科技的发展，我国无人机技术逐渐成熟，并在各个领域中得到广泛的应用。在工程项目中，测量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，在传统的测量测绘工作中，常常存在因为人工问题而导致测量数据失真的情况，同时测量地形的复杂、工作量大导致工程进度受到限制，而通过无人机航拍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：无人机航拍技术；工程测量
        引言
        时代的不断进行，就地质工程方面而言，其工程准备阶段和开展阶段都进行到全新的局面，测量数据精准度要求更高、执行更加严格。通过采用无人机航拍技术能够将通过定位系统、拍摄技术、地面监控系统对测量区域的数据进行精确的计算，从而有效提升测量工作的质量和效率。
        1无人机应用特点
        1.1机身小巧，操作简单
        无人机技术在操作过程中，不需要高超的驾驶技术，只需要随时注意影响并观测无人机飞行状态。科技水平的不断提升，无人机在操作方面日益简化，且无人机自身体积较小，减轻了自身的重量，机身更加灵活，易于移动，在飞起和降落过程中非常容易操作。无人机与传统客机相比，也减少了起飞与降落地点的麻烦，可以在任意地点起飞和降落。无人机还可以适应风向变化，减轻飞行过程中的振动，这样可以降低因为振动造成的拍摄误差。
        1.2技术要求低，精准度高
        无人机在测量过程中，其精确度非常高，具有非常强的数据处理能力，操作人员操作技能也无需十分专业，节省了大量的数据分析时间，无人机便于携带高清设备和专业测绘仪器中，可以有效的提升影响的精确程度和质量。随着智能技术的发展，无人机还可以实现自动化、智能化的工作，减少了工作人员的工作负担，提高了工作效率。利用无人机还可以进行低空遥感模式对地理信息进行勘察，在高空作业工程中，可以实现低空作业环境，从而被广泛应用在勘察以及救灾领域中。
        1.3测量周期短，成本低廉
        无人机在飞行过程中，由于飞行时间周期短，因此可以迅速的起飞和降落，投入的时间比较少。相对传统的客机，无人机的投入非常小，安装与维护成本比较低，制作无人机的材料比较轻便，这样可以更好的进行保养，材料费用、制作费用等都极大的减少了经费。工作人员可以短时间内学会操作无人机，也无须投入其他成本，因此，无人机具有技术高、成本低的优势。
        2无人机航空摄影测量系统组成
        2.1软件系统
        首先，航线软件，航线软件决定无人机系统的运行方向以及精准度，同时属于信息收集关键环节，需要对作业范围、地形的特点、精度、测量参数进行预先的设定，按照重叠度、行高、地面的分辨率能够分析计算出无人机飞行的基线长度、曝光点等信息数据。其次，数据信息接收和处理软件。此软件是无人机系统进行测量外业最后一个环节，直接影响着图像处理质量。无人机在对地面影像进行获取时，会受到外界以及内部因素影响，为能够确保图像的质量，通常会对原始拍摄影像加以预处理，比如图像增强、图像校正等。
        2.2硬件系统
        首先，机载系统，无人机航空测量技术的实现是将航空技术和测量技术、遥感技术、定位技术相互融合的产物，其中无人机主要是用于对航空测量系统搭载，是作为一个平台，确保整个系统能够得到有效应用的基础，其中主要包括，数字摄影、飞行控制、无人机、通信等系统。在进行测量工作时，首先对系统进行设置，之后系统会根据预设航线飞行，从而完成预设任务，并且将飞行的状态、高度、气象等情况传送至监控系统。其次，地面监控系统，监控系统对飞行平台能够平稳运行起到关键作用，包含电台、计算机、电子通信、飞行控制等设备。工作时，无人机将收集到的数据信息传送至监控系统，并在地图上显示无人机位置、路线、速度、高度等参数，从而让工作人员能够对无人机进行精确的控制。

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        2.3无人机航拍技术优势
        无人机航拍技术在满足天气因素的条件下，能够在不同的区域加以应用，相比于传统的飞机配载摄像系统，无人机航拍技术具有更加突出的优势，在对无人机飞行器应用时只需要确定起飞点和降落点即可进行测量测绘工作，有效解决了起飞降落需要较大场地的问题，在一定程度上降低了资金的消耗。相比于人工测量，无人机航拍技术更加高效、高质，并且避免因为地质情况复杂问题而造成的人员工作难以开展的问题，通过定位系统和摄像系统对地貌进行拍摄，通过计算机处理分析，更高精度开展测量测绘工作。
        3无人机航拍技术在工程测量测绘中的应用
        3.1航线规划和范围确定
        在一般情况下，无人机飞行器的飞行时间最长可达一小时，去除飞行器起飞和降落的时间，需要将飞行器实际飞行时间控制在50分钟内，避免因为飞行器能源耗尽而出现坠机情况，为能够有效控制飞行器飞行时间，首先需要进行航线规划工作，并对无人机测量测绘工作范围进行合理的规划，从而确保航空测量测绘工作的全面、完整。
        3.2构建测量区域控制网
        通过构建区域控制网能够对测量测绘工作加以精细化，根据实际地测量面积构建相应范围的控制网，并且在控制网范围内设定GPS基准点，从而构建三维坐标系，通过坐标方式将区域内各个点方位信息加以表述，有助于后期对信息数据进行处理。另外需要注意的是，在此过程中需要确保路线计算和坐标点设置的准确性，避免因为设置错误问题而影响测量测绘工作整体进度。
        3.3数据处理
        无人机航拍技术具有准确性、灵活性，在数据信息勘查处理的过程中，相关测量测绘工作人员需要在航拍技术应用基础上，对高度匹配计算设备加以应用，在DSM自动提取基础上，对重叠影响进行高效的处理，实现三维地表绘制。需要注意为了能够合理地控制数据信息处理的精度，测量测绘工作人员需要将测量的数据与原始信息数据加以比对，在数据校正、航拍验证基础上，有效提高无人机航拍质量。
        3.4绘制地图
        对无人机传输的数据信息加以分析建模，应用三角测量系统构建立体模型，将信息数据带入，得到核线影像，对图像进行编辑，按照比例对结果加以确定。另外在数字地图绘制的过程中还需要将一些细节部分放大标注，然后进行验证确保测量信息的准确性，最后绘制相应的数字地图。
        3.5无人机航拍技术改进措施
        为确保无人机航拍技术在测量测绘工作中得到有效的应用，保证测量数据的准确性，需要测量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航拍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。另外，对于软件方面相关的开发人员应当对无人机使用过程中存在的一些漏洞加以完善。使无人机能够在更多的领域得以应用。
        结束语
        综上所述，利用无人机技术，开展地面工程的测绘任务，不仅可以实现更为高清的测绘影像，同时还能有效提升测绘效率，降低测绘成本，结合当前的技术优势，构建多维度的动态地势模型，为测绘标的物的后期建设贡献积极的力量。
参考文献
[1]景瑞.无人机航测技术在工程测量中的应用[J].华北自然资源，2020（5）：85-86.
[2]陈龙海.无人机航测技术在航道工程中的应用[J].电子测试，2020（16）：116-117+13.
[3]傅成栋.无人机航空数字测量技术在地形测绘中的应用[J].数字技术与应用，2020，38（7）：95-96.
作者简介:白翔（1991-），男,壮族，籍贯：广西南宁人，本科学历，助理工程师，主要从事:测量工程，主要研究无人机在测绘方面的应用。
作者简介:李才峰（1990-），男，壮族，广西南宁人，大专，主要从事工程测量，土地综合管理工作。