无人机测绘技术的工程应用研究

王雪

摘要：近几十年我国的工程建设行业获得了很大的成就。现代工程建设中的测绘工作具有十分重要的意义，测绘工作的高效准确性是保证质量的前提。传统的技术已经不能跟上测绘工作进步的速度，当下无人机测绘的工作形式已经被大范围的应用，本文对于在工程测绘中应用无人机技术进行了分析，供相关人士参考。

关键词：无人机技术；测绘；工程；应用

近年来我国的科技应用领域发展迅速，展现出良好的趋势。伴随科技技术不断发展和进步，原本专业性较强的工程测绘工作成为了人类身边的一种艺术，无人机航拍测绘技术受到了广泛的关注和重视。其相关技术可以提升工程测绘工作的准确度，辅助工作人员获取更可靠清晰的数据来源，是未来工程测量工作中必不可少的辅助工具。

1 无人机测绘技术概述

无人机技术包括飞行器平台技术、传感器系统集成技术、通信技术、遥感技术、以及定位系统技术，是多种现代化技术手段的结合运用。该技术目前越来越多的被应用在地理信息测绘和工程测量当中，最大的特点是智能化设计、自动化程度高、执行效率可观。已实现同步更新、刷新实际的勘查信息与地理空间资料，为用户提供了最科学最及时的信息来源。

2 无人机测绘技术的优越性

无人机测绘是遥感领域用于地形测绘的新兴技术，在使用过程中资金投入量比较小，勘查过程中反馈能力好，工作效率高，使用维护便捷。这种技术设备体积比较小，结构紧凑，在复杂的工程测绘环境中可以更灵活的适应，在地面的工作人员应用人工遥控器进行控制，在地面工作站即可以实现自主飞行拍摄。对比过去的大飞机搭载摄像机航拍作业对起降场地的苛刻要求，无人机已经实现了小范围垂直起降，并且省去了很多的空中无用的航程。此外，高度控制的便捷性使得其较易获取设定分辨度的图像资料。

3 无人机航拍技术的系统组成

3.1 遥感信息采集系统

3.1.1 无人机遥感平台

航测遥感技术利用无人机装载航空数码相机，并采用 IMU（惯性测量）/GPS（全球定位系统）技术而进行导航的航空摄影，适于低空飞行的航测遥感技术是我国在遥感技术基础上发展起来的新型技术，其优势在于可以快速、精准、高效地获取地理信息数据。

3.1.2 飞行控制系统

无人机飞行控制的关键内容就是飞行控制系统，内容包括对定位系统导航开展科学的利用，进一步达到信号定位，实时的掌握加速度计、陀螺等传感器的输出参数，通过数字化监控，实现设定范围内点、线、面的信息采集任务。

3.1.3 地面监控系统

天线、监控软件、供电系统、便携式计算机几部分系统构成了地面监控系统，技术工作人员可以操作地面监控软件，对相关的数据进行适应性设定及实时控制，包括导航模式的选择、相机曝光参数、基本飞行参数、航线规划、勘查数据的输出和上传，以及飞行器任务平台的健康管理设置等。

3.2 遥感信息处理系统

3.2.1 遥感像片处理

遥感像片处理最突出的功能是对相关数据文件的整合处理，处理的内容包括任务航摄规范表、相机检定参数等。在整合数据工作完成后将勘查照片按照规定要求进行处理，主要有航带的整理、质量监测、照片的预处理、照片的并行更正等等。运用合理的操作流程处理出正确的图片文件作为最后的应用数据，方便后期的使用。

3.2.2 空中三角测量系统

遥感信息处理系统运行过程中，空中三角测量系统有着极其重要的位置，是系统运行的关键环节，具体工作内容包括将初步规划好的航带列表合理科学的融合，将相间的相互关系正确的认定；对影像进行内定向，经过影像间连接点的布局、像控点量测、平差计算进行自动空三加密，构成完整全面的三维立体模型，最后实现模型定向及生成核线影像。

3.2.3 三维建模系统

三维建模系统的应用可以实现地图形的推断，求出具体的相关信息，实现三维虚拟地形地物的可视化，工作人员直接感受到具体的区域环境或者是设计方案，加快方案设计分析设定，实现共同交流，优化方案选择。现有的软件包括 ArcGIS、Civil3D、TerrainCAD 等等。

4 无人机航拍在工程测绘中的应用

4.1 对航线进行有效的规划

具体工作开展前必须进行合理的航线规划，规划研究内容包括相机参数、地形地貌特征、作业范围、精度等要求。该环节十分重要，其对于后期遥感信息采集工作开展提供重要的技术数据支持。

4.2 体系化的相控点布置

在无人机飞行的过程当中，经常会遇到飞行区域不规则的状况，因此，做好像控点的布置就显得十分重要。在布置向控点时，应当充分结合区域的具体状况，并按照区域网进行有效布点，区域网的大小和像控点之间的跨度应综合考虑成图精度、地面分辩率、产品用途、地形特点等多种因素，以能够满足空中三角测量精度为原则，进行优化设计。

5 实际应用分析

5.1 地图形测绘

根据实际的要求标准控制好无人机工作中的比例尺寸，相机拍摄的分辨率，重叠率等等。具体的图片成像后，可以先进行矢量化的处理，在通过实际的比较控制正确性，在此基础上确定全部的坐标和测绘。

5.2体积计算的测量应用

无人机航拍技术本身灵活性高，计算精确，安全可靠，经济节约，可以大力引用在测绘工作当中，还对应用在资源开发，农林監测估产，体积测量当中，于我国的城市建设和管理效率有很重要的作用。无人机航拍技术的应用可以大幅度减少因为认可度造成的纠纷问题。为体积计算测量工作带来了极大的方便。

5.3 土石方测量

在无人机飞行的时候具有固定的高度，通过对于高度的计算可以得出一定的轨迹，轨迹研究可以推算出高程值，应用现代化的三维软件技术就可以得到土石方量。

6 结语

顺应时代的发展需求，传统的工程测绘方法必将被取代，当下必须加大无人机航拍技术应用的重视度。该项技术的应用是进步发展的需要，可以更快的提升测绘工作效率，是实现高效工作的保证。未来的工程测绘工作必将大量的使用该项技术，迎来发展的新时代。

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