无人机技术在测绘工程中的应用与实践

黄玓 魏玮

【摘要】现代科学技术水平的不断发展，推动了我国无人机产业的不断创新与进步，无人机技术在许多行业领域中的应用越来越深入，许多关联性装备也获得了完善，为无人机技术的应用与推广奠定了良好的基础。随着无人机技术的不断成熟，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技术依旧存在一定的问题，比如说无人机技术的稳定性、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。为了进一步提高无人机技术在测绘工程中的应用，本文介绍了测绘工程主要的测绘内容，提出了无人机技术的应用优势，并以多种测绘工程类型为代表具体分析了无人机技术在测绘工程中的实践运用，为推动无人机技术的不断发展提供了帮助。

【关键词】无人机技术；测绘工程；应用

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021. 26.062

无人机遥感技术是指利用无人机搭载遥感传感器，结合遥测遥控技术、边缘计算机技术、无线通信技术、GPS定位技术以及GIS地理信息技术，在获取工程影像数据的基础上对影像进行同步传输，并完成影像数据处理、建模、分析。也就是说，无人机遥感技术借助较先进的机器、驾驶飞行器技术、遥感传感器技术、GPS技术等，可对工程测绘测量工作进行空间遥感信息的自动化、智能化、专用化获取。

无人机遥感技术主要包含数据处理系统、无人飞行器平台、GPS导航定位系统、数码传感器等。其测绘工作原理是：地面控制站根据具体的测绘需求和实际工况选择恰当的无人机，借助搭载的传感器和高清摄像机，在设定好的无人机航线上做好无人机姿态稳定控制、飞行轨迹控制和任务管理控制等，从而实现对地物的测量。无人机遥感技术凭借机动、快速、经济等优势，成为测绘工程测量中较为理想的实际应用技术。

1、测绘工程主要测量内容概述

1.1 地形测量

测绘人员在开展地形测量工作过程中，必须确保所测量地图上的各个尺寸数据与实际地形数值相吻合。此外，由于我国国土面积辽阔，各个区域的地形特征有着较大区别，因此在进行地形测量时，当遇见大范围的树林或者草地等时，测绘人员不能简单地运用自动填充符号来表示，而应当于散列式的方式以不同的植被符号来展现。

在开展测绘工作时，测量人员应当确保所有区域中各种地形数据测量的精准性，同时测量数据的末尾两位数来进行标识。在开展山岭、岩石等区域的测绘工作时，测量人员应当对整个区域进行测量，并确保测量数据与实际地形数据相一致，保证测绘工作的有序开展。此外，测量人员在进行测绘工作过程中，还需要不断反思和审视测绘好的地形图，从中发现测量中的问题以及未完善的地方等，从而第一时间调整测量方法，保证测绘工作具有较高的品质。

1.2 地形测绘

在开展地形测绘工作过程中，工作人员不仅要生成等高线，同时还需要完成全面地形数据的标记工作。与此同时，工作人员在进行工程测量测绘的过程中，还应当全面掌握等高线以及地图中包含的所有点信息，确保测绘工作能够保质保量完成，并发挥等高线在测绘工程中的优势。

为了获取完整的工程测量地图，工作人员在进行测绘工作中应当要详细标注不同点的特征及其相关数值，同时将所有的测绘数据与完整性的地图都发送给工程测量负责人员。针对不同地方的地理位置及其特征的不同，工作人员需要使用相对应的线段与控制点进行标识。在全部工作结束之后，工作人员还应当进一步核查，保证地图上所有的表示点与线段均准确无误。

2、无人机技术的应用优势

伴随着无人机技术的不断创新与突破，无人机技术的应用优势越来越显著，与传统测量方法相比较，无人机测绘不仅能够有效增加监测尺度，同時也有助于改善监测精准性与效率，还可以降低测绘工程的成本支出，具有非常好的应用价值。无人机测绘图像处理系统示意图，如图1所示。

2.1 扩大测量范围

在以往开展工程测量工作时，工作人员必须到达测量现场，同时利用专业的测量仪器来开展测绘工作。通过这种方式开展测量工作，会造成实际测量范围比较小，并且不利于提高测量数据的精准性，进而影响到整个测量工作的品质。

将无人机技术应用到测绘工程中，改变了传统工程测量的方式，有效扩大了工程测量的范围，同时还可以改善工程测量的品质，提高工程测量的速度。将无人机技术应用到测绘工程中，可以测量到工作人员难以到达的区域，同时通过无人机获得的测量数据还具有较高的精准性。因此，依托于无人机开展工程测绘工作，一方面可以有效改善测绘工程的品质与速度，另一方面也可以提高测绘数据的精准性与可靠性。

2.2 提高地形测量安全性

在传统测绘工程开展过程中，工作人员必须到测量现场进行实地勘察，然而我国国土面积庞大，各个区域的地形特征也有着明显的不同，假如工作人员没能够充分了解该区域的地形状况而盲目开展测量工作，极易对工作人员的生命安全造成较大威胁。此外，当出现突发性地质灾害时，工作人员采用以往的测绘方式开展测量工作，会对该区域人民群众的生命安全造成不良影响。而通过无人机技术的应用，工作人员不再需要到现场进行勘查，直接可以通过无人机来获取发生地质灾害现场的各项数据信息，并将其数据信息直接传输给救援单位。以此快速做出反应，保证人民群众的生命财产安全。因此，加强无人机技术在测绘工程中的应用，能够有效提高地形测量的安全性，推动我国测绘工程的进一步发展。

2.3 缩减测绘成本费用

工程测绘本身属于一个较为庞大的工程，需要投入大量的资金，在以往开展测绘工程过程中，工作人员需要购买许多专业的测绘设备和仪器，同时工作人员需要携带各种测量设备到现场进行勘察与数据测量，这必然会导致测量工作产生较大的费用支出，给测绘工程经济产生较大的负担，同时也会对工作人员的人身安全造成一定的威胁。

将无人机技术应用到测绘工程中，工作人员只需控制无人机就可以获取测量区域的各项数据信息，不再需要工作人员到现场进行实地测绘。此外，工作人员也不用购买各种规格的测量设备和仪器，节省了测绘工程成本支出，同时也免去了对测量设备和仪器的维护与保养。因此，在测绘工程中应用无人机技术，一方面能够降低测绘工程的成本支出，用最少的资金换取更大的价值，另一方面也可以降低测绘工程的资金占用。

3、无人机技术在测绘工程中的实践应用

3.1 海岸线地形测量

我国拥有丰富的海洋资源，海岸线长度也非常长，加强对海岸线的测量有助于确保我国国土资源的安全性。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，而通过无人机遥感技术，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。

3.2 城市规划测量

依托无人机技术的应用，不仅能够进行海岸线地形测量以及地图绘制工作，同时还可以对我国所有城市的地貌进行详细、精准测量。在开展城市规划测量工作中，无人机技术具有非常大的应用价值，这是由于城市规划工作的开展必须建立在各种地形测量基础之上，通过无人机技术的运用，能够精准、快速地测量城市各项地形数据，满足城市规划的需求。

在开展城市规划测量工作过程中，工作人员能够依靠无人机获取城市的各种地形数据，同时围绕获取的各项地形数据来进行城市规划图像的构建，建立完善的数字化地面模型，从而为城市建设发展提供大力支持。

3.3 矿山测量

进入到新世纪之后，全球经济快速发展，由此造成了全球能源消耗的不断提高，因此，加快开发与有效使用各种矿山能源具有十分重要的意义。为了最大程度降低矿山开采对附近环境产生的破坏，必须加强对矿山的测绘与测量，确保基于科学合理的数据来改善矿山资源的开发效率。通过无人机技术的应用，能够准确获取各项数据及相关遥感影像资料等，在不破坏矿山资源的前提下，提高矿山资源的开采质量与效率。

另外，矿山开采工作本身具有十分大的危险性，当工作人员在没有全面掌握矿山内部以及外部各项数据的背景下，就贸然开展矿山开采工作，必然会存在较大的安全隐患，可能会威胁到工作人员的生命安全。为此，在进行矿山开采前必须对矿山开展测量工作，在传统矿山测量过程中，需要工作人员携带专业的测量设备和仪器到现场进行勘察，然而由于矿山地势险峻，一些体型较大、重量较重的测量设备和仪器无法进入到测量现场，导致许多测量工作无法顺利进行。无人机技术的应用能够很好地解决这样的问题，确保矿山测量工作的稳定有序进行。

3.4 在低空作业、特殊目标获取方面的运用

目前，无人机遥感技术在测绘工程测量中的运用越来越广泛，尤其在低空作业方面发挥的作用越来越大。航拍自动化发展更加完善，与之相配套的数据处理软件不仅能提升无人机的自动化水平，还能提升无人机操作的灵活性，为无人机遥感技术提供更多技术支持，以更好地实现图像的捕捉和拍摄。如：较大比例尺的测图工作是无人机飞艇低空航测系统项目中最主要的成果。另外，无人机遥感技术具备自动检验功能的组合特宽角低空数据相机系统，此系统运用科学的软件可以展开进一步的校验，从而最大程度地避免获取到的数据由于机械变形造成误差。同时，此系统创造性地利用边缘现场补偿相机姿态角度提升精度的方法，极大地减轻了成像系统的整体重量，科学替代了三轴云台。另外，在特殊目标获取方面，无人机遥感技术获取数据信息更加准确，精度更高，位置更准，能够实现测量目的的同时大幅节省人力物力。

结语：

综上所述，无人机技术在测绘工程中发挥了重要的作用，具有扩大测量范围、提升地形测量安全性以及缩减测绘成本费用的优势，能够很好地应用到海岸线测量、城市规划测量以及矿山测量等领域中。在实际应用过程中，必须紧密联系实际施工条件，遵照施工流程及要求，完成测绘数据的归纳与分析工作，确保无人机技术在测绘工程中发挥更大的价值。

参考文献：

[1]姜丽丽，高天虹，白敏.无人机影像处理技术在大比例尺基础测绘工程中的应用研究[J].测绘与空间地理信息，2013，36（7）：174-176.

[2]嚴慧敏，王飞.天狼星无人机航测系统在水利工程测绘中的应用[J].测绘通报，2017（7）： 158-160.

[3]潜军伟，毛铭祺，江一帆.浅谈无人机遥感技术在测绘工程测量中的应用[J].世界有色金属，2018（22）：237-238.

[4]陈新.试论无人机遥感技术在测绘工程测量中的应用[J].绿色环保建材，2016（8）：152.

[5]贺涛.无人机实景建模技术在水利工程地质测绘中的应用[J].水利规划与设计，2019（3）： 121-122.

[6]王梦茹，杨力，孙聃石，等.低空摄影测量无人机航迹规划的设计与实现[J].测绘与空间地理信息，2016，39（10）：110-113.

[7]王涛，许昭君.无人机遥感技术在测绘工程测量的应用简述[J].住宅与房地产，2019（15）：210.

[8]梁艳.试析测绘工程中无人机技术的应用价值及实践应用策略[J].城市建设理论研究（电子版），2019（4）：96.

[9]曹明.无人机倾斜摄影技术在测绘工程中的应用[J].工程建设与设计，2019（24）：272-273.