无人机测绘技术在工程测量中的应用分析

邢俊杰

运河区天成明月洲东区沧州市测绘院 河北沧州 061000

随着科学技术的发展进步，各国逐步开始研究无人机测绘技术，我国在这方面起步时间较晚，与发达国家差距还比较大，但是在研究中，我国取得的成果不容小视，尤其是在近几年，国外很多国家都看中了我国的无人机测绘技术，这足以说明我国科学技术发展非常快。

1 我国无人机测绘技术的现状

无人机测绘技术进步的同时我国数字化成图技术也取得了很大突破。对于传统的测量技术来说，新型的数字化测绘技术降低了企业的成本，增强了测量的精准度、科学性和安全性，对工程的数据有了一个更加精确地测量，对建筑施工的安全性和稳定性有一个较好的保证，有利于提高企业的抗风险能力。在实际测量中将无人机测绘技术和数字化成图技术进行很好地融合，会成为一个新的发展领域，它不仅能完成区域测绘还能实现数字化成图，在实际生产中这种技术的适用范围正在不断扩大，在我国很多空中作业中都能看到它们的身影，比如抢险救灾、煤矿勘察、以及远景拍摄等。数字化测控技术使得企业逐渐融入新时代数字化的浪潮中。工程在引入数字化测绘技术之后整个行业内部的发展的前景有了一个很好的改观，实现了工作的高效率、低耗时、高精度。但是由于我国无人机测绘技术研究时间较短，所以也有诸多不足，其主要表现在飞行方面和通讯方面。在飞行方面，由于自身体积较轻，而且空中风力较大，这样就很容易出现飞行不稳定情况，从而影响了测绘效果，所以这就要求我国无人机研究团队在科研中，对无人机的外形进行科学设计，能够减轻风力的阻碍；在通讯上，因为无人机要对区域空间进行勘察分析，还需要将数据进行传输，在这一过程中就需要通信技术的支持，所以通讯质量的高低对无人机测绘的精准度有着很大的影响[1]。

2 无人机技术的应用优势

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 无人机测绘技术在测绘工程测量中的具体应用

3.1 获取测绘所需要的影像信息

利用无人机测绘技术为测绘工程测量工作服务时，为保护无人机以及获得精准无误的影像信息，测绘人员在无人机正式进入区域范围之前，必须要做好调研工作，对区域环境状况进行基本了解并掌握，并且在综合分析多种参数信息的基础上为无人机规划出一条科学合理的飞行路线，然后通过无人机试飞的方式来确定设备平台的位置。无人机在实际的飞行过程中，会不可避免地与预设路线有微微出入或者说有一定偏差，所以在无人机工作过程中，它不仅要获取测量的数据信息，同时还要在测量的区域内拍摄，将区域内的真实情况以图片的方式清晰记录并保存下来，目的是后期工作中对图片进行处理得到三维影像后，来验证获得的测量结果信息的精确程度，也为后期的数据分析结果提供了可靠证明。同时可以辅助拍摄得到最终想要的效果，也同时帮助空中三角测量技术进行进一步的补充和修改，推动其广泛应用。在无人机进行拍摄时，可以尝试控制无人机的飞行姿态、转弯速度，同时还可以变化拍摄设置，如曝光、延迟拍照等来获得影像，这样拍摄出来的内部环境才能够更全面、更直观，更有利于提高测绘工作的质量[2]。

3.2 采集测绘所需的数据

借助无人机测绘技术来进行测绘工作的过程中，要特别关注采集方式。在测量过程中，往往会有2种采集方式来获取测绘数据，分别是手动数据采集和自动加密数据采集。二者当中，前者手动数据采集方式也可以说是远程控制采集方式，这种方式可以实时获得数据信息，但是要时刻确保得到的数据信息是完整的，即便这样，后期还要有序地进行二次检测工作。这种方式要想确保数据资料的可靠性，还要做好检测阶段的管控工作，满足测绘工作的需要。而对于后者来说，工作过程相对来说要简单。无人机上的拍摄装置会将拍摄到的数据信息暂时存储在机器设备里。相关的人员要想获得内部储存的数据资料必须要取得访问权限，之后再对数据进行整理分析，就得到了测绘工作需要的信息资料。

3.3 恶劣环境测绘的应用

随着测绘工程数量、规模的持续扩大，航空摄影的要求也逐渐提升，且测绘范围也日益扩大。在航空摄影工作中，对地理条件的要求比较高，山体高、云层低时，则无法开展航空摄影。借助无人机测绘技术，不会受到限制的影响，能够保证地理信息测绘的有效性。无人机测绘技术既可以应用到平原、大坝测量中，也能够应用到恶劣环境中，有效解决测绘工程的难题，加强工程测量的服务能力。在开展工程测量工作时，如果地区条件不佳，应运用无人机测绘技术，充分发挥出无人机测绘技术优势，维护测量工作的实效性。同时，确保地理信息的精确度，加强工程测量的质量。开展工程测量时，应用无人机测绘技术，还能够提升影像资料的精确度，有效应用于资源开发、城市规划以及监测中，从根本上促进测绘行业的发展。

3.4 对采集数据进行分析处理

按照传统的工作流程，要对整个测绘工程测量进行划分，分成独立的环节逐一去完成。而当无人机测绘技术应用于测量工作时，能够同时开展数据的采集和处理工作，提高了整个测绘结果的准确性，也提高了工作效率。无人机测绘技术最初在处理数据时面对一个难点，即数码影像的排列方式没有规律，所以一旦无人机飞行过程中出现角度异常，如俯仰角角度过大、旋偏角过小等情况，会导致堆叠现象显著，最后得到的是发生形变的、与真实情况相差甚远的影像。后来，针对这一弊端，无人机的设计人员想到了可变焦镜头，于是在无人机的顶部放置了数码相机，便可以在一定范围内变换焦距，获得宽窄不一的视场角，随后，研发人员受其启发，经过分析计算，得到了科学的参数。通过对原来参数的调整，大大改善了数据处理的效果，很大程度上降低了上述弊端的影响。

3.5 在低空作业中进行应用

无人机测绘技术对环境的适应性很强，即使环境恶劣、复杂，环境内光线昏暗也不影响无人机测绘技术的性能。它凭借其灵活机动的优势，同样能够拍摄出高质量的影像，获得精准的数据。而且对它的操作很简单，再加上上面叙述的优势，使得它在防灾减灾、监测环境和建设城市等工作上逐渐大放光彩。无人机遥感测绘技术仍然在随着科技发展水平的提高而不断优化，最显著的特点就是自动化水平在逐渐提高。另外，无人机测绘技术的拍摄效果也更加清晰，功能增多，所以未来其可以在多个领域来展现其重要作用。

4 无人机测绘技术在测绘工程中应用的完善措施

无人机测绘技术上在测绘工程中具有很多优点，能够有效促进测绘工程的开展，但是任何科技都存在着一些问题，遥感技术也存在着一些缺陷，为此，针对这些缺陷，可以采取一些有效地改善措施。

4.1 对相关设备进行定期检查，确保其性能

在测绘工程中，无人机遥感技术的具体应用，只有不断提升该技术的水平，才能非常准确地获取测量数据。①在设备使用前，必须要依据该设备的操作说明对其进行检查，确保设备是通过质量检测的才能进行测量工作；②按照测绘工程的实际需求，调试好设备的性能，让测得的数据更加准确、可靠；③要求相关单位及人员，做好对电源系统、通讯设备、地面电台等配套设施的管理与检查工作，以保障后续测绘工作的有序进行；④测绘期间，要做好派送影片质量的管理，防止出现不清晰、重叠、航线弯曲等情况，还应注重拍摄影片清晰度与色彩的检查，这也有利于无人机遥感技术水平的提升。

4.2 对像控点的测量流程进行优化

在测绘测量工作中，要想有效提高无人机遥感技术的工作效率，应当合理布设拍摄的像控点，同时不断优化测量的流程。具体可按照拍摄的范围，对拍摄区域的影像与自由网的效果进行检查，从而更好地促进自由网拼图的生成。然后，依据测量区域地形地势的特点，对拍摄的像控点进行优化布设，以获得更好的影像拍摄质量。此外，测量人员不要在采集工作时随意删除或更改原始的设备信息，也无需重复指示无人机数据处理系统，以保障数据的真实性和原始性。并且，在整理数据时，全面、详细地整理数据，可以通过数据采集工作的精确度，让收集的数据更具完整性[3]。

4.3 提高无人机的起降及抗风性能

使用无人机遥感技术进行测绘的过程中，一般都是自然条件比较恶劣的山区，这对无人机的性能提出了更高的要求，甚至在一些大型工程测绘过程中无人机需要滑降，如果地质条件比较差的话，就会导致无人机的损坏，也很容易造成无人机无法起飞。如果选择小型无人机，那么测量的精准度就会受到影响。根据物理学的相关知识，可以得到，要想提高无人机飞行的稳定性，就必须要增强无人机自身的重量，但是如果一味地增强无人机的重量，那么必然会对无人机的起降条件提出更苛刻的要求。

5 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。