万松
贵州四通乾图勘测设计有限公司 贵州贵阳 550000
摘要：社会在进步，时代在发展。近几十年来我国的科学技术水平一直在十分快速的发展，国家对工程建筑发展的大力支持使得与工程建筑相关的许多新型技术逐步被研发出来并得到了充分的运用，比如无人机测绘及遥感技术，无人机测绘及遥感技术的应用也使得测绘工程的效率和精准度得到了大幅的提高。本文主要对现阶段有关无人机测绘及遥感技术进行整合简述，并总结了无人机测绘及遥感技术在工程测绘中的一些具体应用。
关键词：无人机；航测技术；工程测量
1. 无人机航测技术概述
1.1 技术原理
无人机航测技术是将无人机作为飞行平台，在平台中配置高分辨率摄影仪器与激光雷达等装置，基于影像信息采集系统，远程控制机载设备开展测绘影像采集与同步传输作业，从而实时掌握测区情况。同时，影像信息采集系统由地面监控以及飞行控制系统加以组成。在无人机航测期间，地面监控系统负责对所获取影像信息进行整合预处理、质量检测、构建三维立体模型与生成核线影像。而飞行控制系统负责操控无人机按预定航线飞行，将航线重叠度与旁向重叠度分别控制在70%与50%。在特殊情况下，工作人员远程控制无人机躲避障碍物与修改航线。
1.2 技术优势
1.2.1 机动灵活
与传统航空摄影测量技术相比，无人机航测技术具有快速航测反应能力，无人机往往处于低空飞行状态，飞行质量、机身颠簸度与测量精度并不会受到气候条件的明显影响，且空域申请较为便利。同时，在无人机飞行期间，当出现风向变化时，虽然会对无人机飞行线路造成影响，但依靠飞行控制系统，可以在短时间内对无人机航线进行修正处理，以减小外部环境对测量精度造成的影响。
1.2.2 测量精度高
在无人机航测系统中搭载有数字彩色航摄相机与数码相机等设备，在系统运行期间，可以持续获取超高分辨率的数字影像以及高精度定位数据，并将数据信息生成三维景观模型及三维正射影像图，最终测量的成像质量与精度都明显超过大飞机航拍测量成果。同时，无人机航测技术还可以切实满足不同类型工程测量任务的精度要求。例如，将无人机航测系统切换至低空遥感模式，在低空与超低空环境下完成测量作业，持续采集低空精准数据，满足应急救灾等测量任务的作业需求。同时，将系统切换至高空作业模式，持续获取高空信息数据，以满足资源勘测等类型测量任务的作业需求。
2. 无人机航测技术在工程测量中的应用流程
2.1 检查校正设备
在无人机航测前，工作人员对机载设备与无人机运行工况进行全面检查，重点检查是否存在设备缺失损坏、摄影设备成像清晰度不达标、数据采集器精度不达标等问题，检修或更换故障设备，减小设备因素对测量精度造成的影响。
2.2 控点布设及航线规划
在控点布设及航线规划环节，应掌握以下技术要点：第一，对测区现场地质条件与天气条件进行采集分析，根据测区情况，将测区划分为若干区域，在各区域内均设置采集点，根据各区域地貌结构确定采集点数量与间隔距离，以此来减小地形条件对测量精度造成的影响。第二，以测区现场气候条件为主要依据，合理规划无人机航线，严格控制航线重叠度与旁向重叠度，并保持无人机航线与周边障碍物间的安全间隔距离，避免无人机在飞行期间受风力影响与周边障碍物相碰撞。第三，在恶劣气候条件下，需要对无人机航线进行优化调整，在必要情况下禁止开展无人机航测作业。
2.3 数据采集与测绘影像的获取
在无人机航测期间，工作人员远程对无人机航测系统进行控制，或是基于程序运行准则，采取多元化无人机航摄手段持续获取测区内所拍摄的影像资料，常用无人机航摄手段包括竖直摄影像、多基线摄影、交向摄影以及倾斜摄影等。随后，对多视影像数据进行匹配处理，在数据匹配结果基础上构建空中三角测量网络，对数据进行光束平差处理。
与此同时，在必要情况下，可选择使用DOM与DEM等产品，依靠无人机航测系统自动开展数据采集与测绘影像获取作业。
2.4 数据处理
在无人机航测数据处理环节，主要分为数据准备以及数据解算步骤。其中，在数据准备步骤，工作人员将无人机航测系统中所存储测绘影像数据进行导出，对航拍位置以及影响数据进行处理，如调整旁向倾斜角与分类整理航测数据信息等。同时，对影像数据质量与无人机整体情况加以检查评估，如贴线率及姿态角度，如果评估结果不佳，表明所获取测绘影像的完整度与成像质量较差，在必要情况下进行复飞。
3. 无人机航测技术在工程测量中的具体应用
3.1 在环境治理工程中的应用
在环境治理工程中，对无人机航测技术的应用，可以有效减小复杂气候条件对环境监测质量造成的影响，全面掌握测区生态环境情况，为后续环境治理工作的开展提供信息支持。例如，在水环境治理工程中，无人机航测技术的应用价值包括：第一，可见光波段提取植物。采取变通VDVI算法，采取可见光波段提取法，在短时间内即可从所获取测绘影像中提取植被特征，以判断水环境中蓝藻等水生植物的生长情况，判断是否存在水生植物过度繁殖问题。第二，应急快速成图。
3.2 在复杂地质条件下的应用
当前在部分工程项目中，现场地质条件较为复杂，分布着湍急河流、险滩、峡谷等复杂地形，受到地理环境限制，传统航空摄影测量技术与人工测量技术不具备实际应用价值，测量精度较低，在测量期间容易出现突发问题。无人机航测技术的应用，可以有效解决以上问题。首先，工作人员通过无人机航测系统与飞行控制系统，可以远程调整航摄相机角度来获取测绘影像，全面掌握测区情况与地物信息。其次，面对河流险滩等复杂地形，凭借无人机机动灵活优势，工作人员可以根据现场情况实时调整机身修正无人机航线，并操纵无人机开展各项高难度飞行动作，将无人机与各类障碍物保持安全间隔距离。最后，开发低空无人机航测遥感系统，组合应用遥感技术与无人机航测技术，系统自动对无人机飞行期间所产生机械振动误差加以分析修正，以此提高测量精度及测绘影像质量。
3.3 在地形图测绘中的应用
近年来，随着技术体系的日益完善，无人机航测技术在大范围地形图测绘方面中得到广泛应用，且地形测绘精度满足绝大多数工程1∶2000的测量精度要求。例如，在无人机航测期间，在系统中下载并识别DOM数据，在其基础上创建道路、路堤与建筑房屋等地物标高。随后，依据DOM数据进行分类处理，从所获取测绘影像资料中提取地物矢量特征，并对数据进行校正细化处理，以此来构建DOM图形。最后，向CAD软件中导入矢量化成果，将成图要求为依据，对测区地图进行整饰处理，如此，即可生成DMG格式成果，完成地形图测绘任务。
3.4 在多尺度大范围遥感影像快速获取中的应用
与传统航空摄影测量技术相比，在多尺度大范围遥感影像获取方面，无人机航测技术的核心优势在于，可组合运用空中三角测量技术，提前在航测系统中设定飞行参数，结合测区情况规划无人机航线，无人机即可在航测期间持续获取具备地理坐标的正射影像信息，快速处理由数量不等影像所组成的测绘项目。
4. 结语
在现代工程项目中，为全面提高工程测量精度及作业效率，突破传统技术的应用局限，企业必须提高对无人机航测技术的重视程度及应用力度，深入了解技术原理与优势特点，结合工程情况针对性制定无人机航测技术方案，保证航测过程科学合理。
参考文献
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