无人机技术在测绘工程中的应用与实践

何自杨

北京中色地科测绘有限公司 北京 100012

现代科学技术的不断发展，推动了我国无人机产业的不断创新和进步。无人机技术在许多行业和领域得到了越来越广泛的应用，许多相关设备得到了改进，为无人机测绘技术的应用和推广打下了良好的基础。随着无人机测绘技术的不断成熟，测量工程中无人机的应用程度越来越高，通过引入无人机测绘技术，不仅能够有效增加监测尺度，同时也有助于改善监测精准性与效率，表现出了良好的应用价值与发展前景。然而，当下测绘工程中应用无人机测绘技术依旧存在一定的问题，比如说无人机测绘技术的稳定性、精准性等，还有待进一步的验证与优化，也受到了各界人士的普遍关注。

1 概述

无人机测绘技术又称无人机遥感技术。它集成了多种技术，包括GPS、通信、遥感和无人驾驶，具有专业化、自动化和智能化的特点，特别是在地理信息制图方面。无人机测绘技术不仅可以随时随地升级、更新测量的相关信息，而且可以为环境整改、城市建设提供有力的信息支撑。在社会经济快速发展的过程中，科学技术也发生了翻天覆地的变化，而传统的遥感技术难以满足人们日益增长的需求，再加上地形、建筑变化较大，城市建设、车站、机场等工程施工环节都要求有海量的数据信息给予支持，因此，无人机测绘技术得到了广泛应用，以确保数据和信息收集更加充分和准确。无人机测绘技术中不仅仅包含着数据的处理系统、导航定位系统，而且还涉及到了高清分辨率的传感系统等等，这些系统将通讯、GPS、计算机等技术融合在一起，实现优势互补。在无人机测绘技术的具体应用过程中，及时对数据信息进行收集、处理、更新，比如低空飞行，不会受到空间局限性，在注册成功以后便可以立即飞行，使数据采集快速更新，速度较快，准确率也极高[1]。

2 无人机技术在测绘工程中的应用优势

2.1 监测范围广

①与传统的无人驾驶飞行技术相比，无人机飞行技术不易受到其他因素的影响。它可以在任何高度空间完成拍摄，在某些恶劣环境下飞行，获得准确的图像数据。除此之外，借助无人机测绘技术可直接完成一些特殊区域的测量工作，包括沙漠地区、草原、沼泽等，可提升工程测量的经济性。②监测效率高。通过使用无人机遥感测绘技术，可快速且准确获取到监测区域需要的影像数据，并在短时间内完成数据传输、整理、分析，可提升数据传输速度、影像清晰度。近年来，无人机遥感测量技术广泛应用于水工环测量、地震灾害防治及洪水灾害的治理工作中，具有较高的实用性、适用性。③操作流程简洁。目前某公司推出的无人机型号均可实现线路规划、任务分析和自动返航等功能，在执行任务过程中可根据实际情况自行决策，具备更强大的自主决策能力，操作流程更简单快捷，专业性较强。④数据安全可靠。伴随我国建筑行业发展的速度越来越快，施工过程中对于测量的要求也日益提高，而无人机测绘技术主要运用的是先进的系统，优点就在于能够快速对数据进行收集、整理与处理，工作效率以及数据安全高，而且准确、真实且可靠[2]。

3 无人机技术在测绘工程中的应用流程

3.1 飞行准备

首先，对项目所在区域进行相应的地形地貌调查。如果测量区域的地形起伏较大，为了更加准确的获取测绘结果需要对所测区域实施必要的子区域分割，就是充分参照地形的具体变化情况对所测区域分成不同的飞行区域，在此基础上参照不同区域的具体特性设定“飞行高度”“航向重叠度”“旁向重叠度”等相应飞行测绘参数。其次，航线的节点设置必须以整个航线为中心，呈网状进行合理的分布。只有选择科学合理的航线，才能够确保无人机操作更加有序地进行。

3.2 像控点布置

使用无人机进行测量时，需要合理布置图像控制点。只有经过科学的计算，保证布置点的合理性，才能确保后续测量工作的全面实施，最终得到准确的测量数据和清晰的影像。因此，像控点的布设是保证后续工作进行的关键。另外，要注重布设的像控点位置。要布设在航线附近区域，选择地势起伏较小的平缓地区。如果地势复杂倾斜角度比较大，就会影响到像控点的布置效果。像控点的布设主要是为了辅助拍摄关键的部位，准确地确定数据和图像。所以，在布设的过程中，要接近重要位置。只有做到这几方面，才可以确保无人机摄影工作的顺利进行。

3.3 空三角测量

无人机测绘技术应用于工程测量时，其采集的信息往往受到茂密植物和高层建筑的影响，若是地表控制点设置区域不合适就非常容易引发所测内容不准确，甚至无法获取影像等问题。所以为了提升测绘准确性要实施空中三角加密测量的方式。通过此种加密测量方式能够进一步增强影像之外方位元素预算的准确性，能够充分发挥软件的作用，可以有效避免地表相应元素对测绘内容的影响，从而大大增强测绘准确度，尤其是对于较为复杂的区域来说通过空中加密处理更可以增强测量精度[3]。

3.4 数据采集

随着无人机测绘技术应用范围的不断扩大，其在实际应用过程中的效果也受到了各施工企业和施工单位的重视。实际上，无人机测绘技术在测绘领域的实际应用涉及到影像资料的获取，其主要是在过程测绘过程中通过无人机测绘技术俩对测绘区内的各个物体形成坐标，后续进行精确定位，在工作人员做好像控后这可以快速帮工程师测绘图像。在实际的应用过程中，无人机测绘技术可以自动调整测绘影像的比例和图幅尺度等，与此同时，还会自动调整测绘影像的比例和图幅尺度，其带有先进的三维模型效果，为后续的建筑工程项目开展提供一定的数据支撑。而在应用无人机测绘技术的过程中，相应的建筑企业以及施工单位也要安排专业的操作人员来开展相关工作，在实际操作中工作人员要对无人机测绘技术的应用情况有一个全面的掌握，后续对计算机输入指令，同时还要对测绘区域进行划分，合理设计无人机航线，以此来获取精确的数据，最终顺利完成工程测绘工作。

3.5 数据处理

由于无人机体积小，所搭载的数码相机的布置会有一定的不规则性，在无人机俯冲转弯过程中会出现图像叠加问题。因此，在实际测绘工作中，应及时调整相机的参数和焦距，通过科学合理地控制无人机的运行角度、改变图形的拍摄效果来避免图像模糊变形，确保图像数据信息的精准性，提升无人机的工作效率。如：由于上述项目测量区域植被茂盛，在实际测绘过程中可以采取做好数据滤波去除影响测量数据中点云的措施。除此之外，技术人员还要做好数据的存储工作，对一些无用的数据要进行信息采集器格式化，这可以避免新数据或者影片重叠弯曲等问题，进而保证良好的影像清晰度，进一步提升无人机技术的应用效果。

3.6 低空作业

过去，无人机测绘技术在起降条件差、云层低的山区作业时会面临很多问题，对工程测量产生很大影响。针对这一问题，随着无人机技术的发展，常规航空摄影逐渐被低空无人机摄影系统取代，在资源开发、环境变化监测、农林监测中得到了较大范围的应用。实际应用过程中发现，无人机遥感测绘技术可充分发挥自身灵活性和安全性优势，以获取影像数据。以应急事件监测工作为例，无人机飞艇低空航测系统可投入特定工作中。无人机飞艇低空航测系统，包括低宽角低空数码相机和检校相结合，检校软件和相片重叠关系可降低误差范围。除此之外，在低空作业中，应用无人机遥感测绘技术时，应严格把控技术要点，实现自动化操作。目前使用的无人机飞艇低空航测系统，已配备先进的数据处理软件，自动化测量水平较高，同时可保证影像数据的分辨度、清晰度[4]。

4 无人机技术在测绘工程中的实践应用

4.1 海岸线地形测绘

我国海洋资源丰富，海岸线很长，加强海岸线测量将有助于确保中国国土资源的安全。在开展军事工程、海岸资源开发以及水池养殖等项目时，对海岸线地形进行测量十分重要。传统的海岸线地形测量工作，需要工作人员通过相关设备和仪器进行测量，不仅难以提高测量工作的效率，也会消耗大量的人力与物力资源，而通过无人机测绘技术，一方面可以很好地提高海岸线地形测量工作的效率，另一方面也能够保证测量数据的准确性。在应用无人机进行海岸线地形测量时，首先要确保无人机在低空区域平稳的飞行，其次要在测量前做好准备工作，开展相关资料的调查，并且设置好各个控制点，从而精准归纳和分析测绘区域中心与间隔航线布设平高点等各项测量数据，使其具有良好的精准性与可靠性。

4.2 矿山地形测绘

首先，为了无人机测绘路线的设计安全，必须使用航空摄影来收集矿山地形和其他相关数据。而且如果要想迎合矿山测绘的需求，测绘人员就需要明确无人机的飞行高度和相机的分辨率等飞行参数。然后，测绘人员一定要做好地面控制的工作为测绘的顺利进行提供保障，就像提前设置测绘点，这样就能方便无人机进行数据的采集工作。另外，在初次飞行成功以后，测绘人员还需要实时地查看无人机反馈过来的飞行信息，如果收集到的数据不能够满足使用的需求，测绘人员就需要调整无人机的拍摄角度以及其飞行高度，以获取更多、更符合要求的测绘信息。最后，测绘人员就需要对收集到的测绘数据进行科学的分析与整合，以得到完整的矿山地形全貌、交通状况、植被覆盖等信息，为以后要进行的矿山开采作业提供科学的指导意见[5]。

4.3 应用于复杂环境

在环境恶劣地区的工程测量中，传统的测量技术难以充分发挥其作用。测量过程中，在进行单一的航空拍摄时，不仅要考虑云层，还要对其地势、地形进行全面考察，运用传统测量技术难以完成。但无人机测绘技术在工程测量中的运用，能够克服因其地理环境的复杂带来的局限性，无人机测绘技术能够对所有的山川河流、不同的地理环境全面展开相关测量工作，进而促使整个工程的成像精确度提高。无人机测绘技术不仅能对平原大川展开较好的测量工作，还能够精确拍摄环境相对恶劣的山区，这是传统测量技术所达不到的高度，很多之前无法克服的难题无人机测绘技术都能够做到有效破解，并且能高效保障整个测绘工程顺利完成。无人机测绘技术在运用过程中成本低、安全性高，在测绘工程中颇受青睐，并得到广泛推广[6]。

4.4 应用于灾情救援

近年来，我国地震等自然灾害频繁发生，采用无人机测绘数据处理方法可以提高救援效率。无人机测绘技术具有机动性和灵活性，能够快速获得灾区的真实影响。合理应用无人机测绘数据技术，可以有效地提高灾害救援工作的效率，通过测绘技术的应用，为救援人员提供方便。针对山区公路边坡，在测量中增加了人员测量的风险，合理运用无人机测绘数据处理方法，有效提高了安全性，为后期公路测量提供了可靠的参考数据信息。一是利用无人驾驶飞机进行数据测绘，二是利用动态后测数据处理技术，三是利用GPS技术进行精确定位。利用外业航拍技术在山区可对周边地形山区公路进行实景拍摄，并对测绘数据信息进行有效控制和合理处理。

5 结语

综上所述，科学技术是第一生产力，经济的发展推动科学技术不断创新，为人们的生产生活带来了诸多便利，提升了人们生活的质量与效率。尤其是在测绘工程的应用中，无人机测绘技术的研发大大提高了测绘工程数据的精确度，在测绘工程运用中有着不可动摇的地位。作为先进测绘技术之一的无人机测绘技术在工程测绘测量领域中发挥着重要作用，为工程的有效开展奠定基础，不仅降低测绘成本、提升测绘效率，还能使测绘数据更加准确全面，确保工程测绘效果。