探究无人机摄影测量在工程建设中的应用

欧卫祖

（东莞市虎门镇水务工程运营中心，广东 东莞 523000）

1.引言

在当今社会不断发展的过程中，工程建设越来越受到重视，很多工程项目都开始向智能化方向发展，这对提高我国综合能力具有有较大意义。将无人机的应用到工程建设中，它这不仅仅能够代替操作人员完成相关的工作，其视角更加广阔，而且收集获得的数据也更加全面与精准。因此，无人机摄影测量因其便利性与快捷性在工程建设中的应用越来越重要。相关人员若想真正发挥无人机的优势，则必须掌握无人机技术的使用要点，从而才能实现其的最优化效果。

2.无人机摄影测量概述

无人机摄影测量通过合理使用无人机航空摄影测量技术，可以进行多方位、全角度的影响信息搜集。基于摄影测量原理，常见的有双拼、三拼、五拼等多种，但目前最常见的还是五拼相机，这样既克服了双拼等其他形式相机摆动致使数据不稳定或飞机平台不稳定等因素，又符合人类前后左右这多方位逻辑性，便于后期内业人员数据处理。

在无人机航空摄影测量系统运行中是环环相扣的，任何一个环节发生故障，都会影响最终的效果，如图1，所示无人机摄影数据采集系统。简单来说就是无人机通过独特的空中航拍优势，和灵活轻便的飞行方式，可以为测绘中心搜集宝贵的数据。当然，该项技术的优势十分明显，大大降低了人工成本的投入，不仅保障了人员的安全，可以能力水平远超单纯人工拍摄的效果。

2.1 无人机摄影测量工艺流程。无人机航拍测量需要数据采集分析、航线设计、机载飞控检查、航拍飞行、质量检查等步骤。根据测量区域范围、结果要求的精度、现有的数据、地面分辨率等航拍参数，设计航拍路线。在航拍飞行前，通过实地侦察来选择起降地点，提前收集好航飞的天气数据，确保在空旷视野开阔的旱地、平底、无风或者微风、太阳的曝光率最好的的情况下起飞。实施航摄前，对无人机及其系统进行全面检查。在航摄过程中，也需要对无人机航飞的状态进行全程监控，确保无人机在航测的过程当中安全的完成任务。最后，航测完成后，对获取后的图像及静态数据进行检查，满足航测要求的整理保存，反之调整后重新补飞。如图2 所示，无人机摄影数据采集系统。

图2 无人机摄影数据采集系统

2.2 无人机摄影测量优势

（1）无人机摄影测量可以同时获得多个角度和不同观测点的数据，对地物的真实情况作了准确的反馈，补足了传统测绘正射影像的局限，更加符合市场的需求。（2）无人机摄影测量可以把人力从野外工作中解放出来，减少外业工作量的同时也解决了传统测量因地理环境恶劣导致测量人员无法到达某些地方而获取不了某些地物数据，野外作业人员的人身安全得到了更好的保障，而倾斜摄影测量获得的数据精度高，满足客户需求的同时降低了成本，操作简捷方便，对客户和施测单位来说是双赢的优势。（3）无人机摄影测量所得到的数据可以直接转换应用于相关的测量工作中，拓宽了该技术的使用范围。（4）能够极大的减少气候环境等因素对外业测量工作的影响，降低工作强度，提高了工作效率。（5）无人机摄影测量可以获得大量的地理信息数据，在专业的地理信息系统软件中处理后，为突发事件采取有效措施提供最及时精准有效的数据支持。

3.无人机摄影测量在工程建设中的应用

3.1 三维建模。不同的技术类型在实际应用当中能够产生不同的效果，无人机摄影测量需要获取多视影像数据，之后通过数据处理对工程施工进行实际分析。关键技术的利用对于工程建设尤为重要，技术人员可以对密集匹配技术、联合平差技术及影像纠正技术等进行利用，使其能够产生不同的效果。技术人员在利用无人机摄影测量时，还需要做好测量数据的处理工作，提高工程建设的准确性。如图3 所示，无人机摄影测量数据处理流程。技术人员要按照有关的流程完成工作任务，保证测量技术实施的有效性。

图3 无人机摄影测量数据处理流程

三维建模对于工程施工来说尤为重要，很多工程项目在实际施工当中没有具体的模型作为支撑，导致施工技术的应用缺乏依据。无人机摄影测量技术可以通过不同的视角采集及呈现影响，技术人员主要需要以垂直及倾斜视角为主，反映地物的真实情况，在获取相关的信息之后，对建筑物的顶面及侧视的高分辨率纹理进行采集。当技术人员需要利用有关的施工信息时，就可以借助测量技术获取纹理信息，还能够保证信息的高精度。但是，工程建设容易受到较多因素的影响，在没有考虑综合影响因素的情况下，非常容易产生施工变更，最后会以索赔的形式呈现出来，损害企业的经济效益。在三维建模当中，无人机倾斜摄影测量技术就可以通过先进的定位、融合及建模等形式生成三维模型，让技术人员提前了解与工程施工相关的信息及数据，在发现问题时及时处理，防止产生变更。

3.2 工程测绘。随着技术的发展，越来越多的工程实践者结合工程实际利用新技术手段来推动工程领域的发展，使得工程测绘技术在实际生产过程中数据采集的手段不断多样化。在工程建设项目中，工程测绘具备十分重要的作用，工程测绘不仅是整个工程开展的重要前提，其精准性也直接影响到后期工程的有效性。

无人机测绘原理与传统人工测绘相比，无人机测绘更加符合工程建设的实际发展需求，无人机测绘主要有摄像头，飞行机身等部件组成。摄影测量技术可以快速建立实景三维模型，为精细查勘、宣传展示、规划设计、工程数字化建设、检查验收等提供资料，也可进行工程出图(如地形图、专题图)和工程量测(如立面测量、地形图测绘、检测等)等应用拓展，在这种测绘工程建设当中，都能够体现较大的作用。技术人员在地面即可通过遥感设备，与计算机系统对机身进行控制，进而在特定的区域进行飞行将地形图数据，记录后，通过绘图软件即可分析得出测绘图形减少了人为工作时间与工作量。

3.3 工程建设施工。工程建设施工最主要是保证工程的稳定性与安全性，虽然在这个领域有很多可用的技术，但是无人机摄影测量技术也能够发挥相应的作用。在实施具体的技术形式时，可以建立工程三维环境，获取有关的信息，以此作为依据。还能够对工程信息进行分析，利用无人机摄影测量技术呈现实景状态。技术人员可以在分析对比当中选择最恰当的施工方案，对工程项目建设施工中可能产生的问题进行预测，提出有关的预案加强建设效用。

3.4 航空摄影测量技术建模。无人机航空摄影建模的应用主要是在估算建筑物轮廓的基础上通过拍摄图片或影像数据开展人工建模。虽然无人机摄影测量技术整体能够体现较大的精度，但是在这个领域当中的应用还是存在一定的精度差异，甚至其纹理与实际获取的内容存在一定的偏差。在制作相关的数据时，需要经历较长的周期，会导致数据时效性降低，难以满足用户的需求。在开展航空倾斜摄影测量技术建模时，就需要不断完善，相关技术人员要规范数据的生成流程，切实反映建筑物的外观和位置等特性。

4.总结

当前，新技术的发展为各领域带来了不同程度的便利，其中无人机的出现，也使得测量工作的难度大大降低。无人机摄影测量技术在较多领域的工程建设中得到一定的应用，但我国的无人机技术相对于国外的技术来说还是不够成熟，因此需要相关技术人员提高自身的综合水平，掌握关键技术并加强技术应用的规范性，从而促进无人机摄影测量技术在工程建设中的应用。