刘浩淼 房培刚
中建国信勘测规划有限公司 河南郑州 450000
摘要：现阶段，我国科学技术水平得到了很大的提升，无人机技术属于新兴测量技术，现已在现代测绘领域得到了广泛应用。在无人机技术的应用过程中，可以利用搭载的各项遥感设备获取更多的影像资料，采集各项数据信息，完成各种环境下的测量测绘任务，有效地改善了传统测绘技术中存在的不足。本文主要围绕无人机技术、分析无人机技术在测绘工程中的应用现状，探讨完善无人机技术在工程测绘中应用的有效途径，从而为相关工作者提供一定的理论参考。
关键词：无人机技术；地形测绘；测绘技术
1无人机测绘技术
1.1无人机测绘系统组成
无人机测绘系统由硬件和软件组成，硬件包括无人机飞行器、无人机动力供给系统、电力能源调节装置、无人机桨翼及高清摄像机等，软件由无人机控制系统、飞行器操作、软件系统、遥感系统、无线电遥控系统、图像处理软件等几部分组成。
无人机的材质大多采用合金钢、碳纤维、玻璃钢等材料制成，在机身上安装电池单元、任务输入单元、降落伞舱，并在机身上配备高清摄像机。根据无人机桨翼的形式，无人机主要分为固定翼和四旋翼无人机。
1.2无人机测绘工作原理
无人机的测绘系统主要包括传感器、机载计算机、伺服驱动系统，开展测量工作前，需要根据不同的工况选择合适的无人机，然后制定无人机航线，包括无人机姿态稳定控制、无人机飞行轨迹、无人机起降落位置、无人机任务管理控制等，保证航线不会对测绘数据产生影响，设计最简洁的飞行航线，同时还应确保人机安全.
2目前无人机技术在测绘工程中的应用现状
2.1在自然条件较差地区中的应用
工程测绘人员在开展实际的测绘工作之前，需要对目标区域进行相应的地质分析。由于不少项目在偏远的地区，物理条件较为恶劣，不适合采用传统的测绘工具来开展工作。如果云层较低，山势较高，航空摄影技术的应用效果就难以保障。而采用无人机遥感技术能够充分客服地理因素的限制，技术人员可以利用该技术进行灵活的工程测绘，不仅能够提升测绘的效率，并且能够获得高精准度的图像信息，保障了测绘工程的质量。
由于无人机设备配备了较高的影像装置，因此也可以在城市规划中进行应用。技术人员在开展自然资源开发以及城市监控时，利用无人机技术能够保证测绘工作的全面性和灵活性。
2.2在信息采集中的应用
技术人员在进行地理信息采集的过程中，也可以利用无人机技术。通常情况下，采用传统的测绘技术很容易出现信息杂乱等情况，难以分析地理信息的本质规律。工作人员利用无人机遥感技术，能够结合影像资料和测绘需求制定最佳的飞行路线，通过自动加密和重加密的方式来保障采集到的信息安全性。并且在完成信息采集时，还可以借助系统功能自动删除一些无关的信息，保证信息的利用价值。
2.3在影像资料中的应用
测绘人员在选择无人机平台时，需要对测绘任务和地理环境进行分析，要控制无人机的飞行姿态，科学设置转换缓冲、曝光延迟等参数。由于无人机在飞行状态中，旋转偏角较大，相幅较小，因此需要技术人员具备最高的操作操作水平，要灵活运用空中三角测量技术进行信息采集，避免出现拍摄漏洞。并且要借助无人机技术的平台功能，对数据进行自动修正，保障拍摄信息的准确性。
2.4在低空飞行中的应用
在以往的航空拍摄过程中，一些特殊区域时常出现技术问题。例如，飞行设备在安全性较低，云层较低的位置很难控制。因此，技术人员可以用无人机技术来进行低空数据采集。操作人员需要对无人机设备进行跟踪操作，通过远距离的指令调度来保障自身安全。并且无人接机体型小巧，能够适应地形复杂的区域，采集更加完整的信息资料。
3无人机测绘的工程实例
该文以某铁矿矿区测量为例，该矿区位于山体的北段的山间盆地，南北低，中间高，海拔最高点1 051.86 m，海拔最低点约800 m，最大相对高差约252 m，地势复杂，山区植被茂盛，多为灌木和林木，多悬崖陡壁，山区道路交通不便，网络信号较差。根据测绘的地形条件，保证矿山测绘的工作质量，采用无人机技术进行测绘，实现矿山DLG数据产品的生产。
3.1设置像控标记点
该次测绘根据测绘区域的地形条件、形状及面积等条件，将航飞确定为自西向东的9条航线，航高1 100 m，分辨率0.16 m，通过GPS飞控管理系统，对像控标志点进行实时控制。根据矿山的测绘条件选取地势平坦、便于无人机影像识别的位置，对该区域采用滑石粉做像控标志点，像控标志点形状多为“田”字，为保证后期测绘的准确性，“田”字中心用红色油漆标记。根据该项目的地势环境及交通不便等因素，该项目按1∶2000比例，共布置10个像控标志点及1 000个测绘检查点。
3.2无人机测绘数据获取
采用当地测绘局工程测绘院建立的CORS网来实现数据的获取与修正，高程基准采用1985国家高程基准。飞行平台选用快眼Ⅱ型无人机，进行矿山地质地貌测绘时，无人机配置高清摄像机佳能EOS 5DS，其像素可达到5 060万。充分利用无人机遥感技术，以瓦片形式产生测绘信息，该瓦片信息可以切割正射影像数据文件，利用百度地图浏览切割后的文件。利用微型无人机控制系统进行数据采集，完美的结合测量技术和摄影技术，将获取的影像信息采用空三算法完成原始照片的拼接、纠正等操作，并对测绘信息进行自动校正，优化区域网信息，将测绘信息以标准化格式进行输出。
测绘得到的图像信息还可以自动划分色区，对测绘结果进行自动修正，快速生成矿山地质测绘图像，获得良好的卫星遥感影像，有效提高测绘工作的质量和效率。无人机遥感系统通过DATMatrix+ATMatrix+PATB来实现坐标、距离、体积、面积等信息的测量。无人机内自带的GPS定位系统可以对矿山地理位置进行精确计算，如果在测绘过程中对测绘精度有更高要求，可以随时添加测绘点，将等高线比例控制在1∶500，大大提高测绘的空间分辨率。
3.3测绘数据处理
无人机测量的数据传输回计算机，建立测量区域控制网，通过正射影像实现矢量化，校核系统坐标点数据，确保无人机传输的数据的可靠性。该项目中矿山树木较为茂盛，无人机测绘的点云数据为高层数据，所以需要对数据进行滤波，将影像测量数据的点云去除。采用Lidar Model模块对测绘数据进行滤波，得到测绘区点云数据的离地高度，将点云数据转化为网格数据，构造离地高度的网格数据，应用Raster软件得到测绘区的地面模型。根据正射影像数据增加测绘区的特征地形数据，加载时输入测绘现场的树木高度，并注意测绘区内的悬崖陡壁、沟渠、坡坎等，最终获得矿山测绘的地形高程点。
3.4测绘结果分析
为保证工程质量，应检查测绘结果的精度。利用GNSS-RTK进行实地检测，地形高程点精度采用路面、沟渠、坡坎等地貌的高程离散点进行校准，检测点应具有代表性且均匀分布在整个测绘区。检查地形高程点的误差统计应能够准确的评价测绘数据的高程精度，该项目选取3个测绘区的裸地检查点进行分析.
对结果进行分析可知，3个测绘区内的无人机测绘的像控点平面误差小于0.05 m，高程误差小于0.2 m，检查点的平面误差小于0.3 m，检查点的高程误差控制在1 m以内。部分超出高程误差的检查点主要为树木、房屋、电线杆等，这些检查点不代表高程误差，所以无人机测绘满足设计地形图精度要求。
结语
在当前的时代背景下，测绘工作者需要充分发挥无人机技术的应用优势，要根据测绘工程的实际需求，选择合适的无人机设备，搭载高分辨率的摄像装置，对目标区域进行全方位的精准测量。同时，要根据实际经验，升级优化无人机的功能设置，提升设备的性能，适应各种环境下的测绘任务，保证工作的安全性和高效性。
参考文献
[1]王怀宝.基于无人机测绘的地理信息定位技术[J].现代电子技术,2018,41(22):130-132+137.
[2]李志学,颜紫科,张曦.无人机测绘数据处理关键技术及应用探究[J].测绘通报,2017(S1):36-40.