无人机航摄在工程测量测绘中的应用

无人机航摄在工程测量测绘中的应用

钱大伟

辽宁赫远舜勘测设计有限公司，辽宁省鞍山市，114000

摘要：无人机航摄测量技术是指利用无人机进行航空摄影，在摄影过程中掌握摄影器材的镜头焦距、畸变、相机姿态等信息，从而根据这些信息进行空间重建，获取精确的地理空间信息，从而达到航摄测量的目的。无人机航摄测量技术是现代测量技术的一种创新和发展，具有良好的应用前景。本文对无人机航摄在工程测量测绘中的应用进行了探讨。

关键词：无人机航摄；工程测量；测绘工程；有效应用

相比于传统测绘技术而言，无人机航测技术可以实现高空测量，所搭载的高清摄影设备可以获取清晰的图像，从而获取更多工程需要的测绘信息，为工程建设方案设计提供基础数据，对于工程建设行业具有重要的意义。所以，如何掌握无人机航测技术的应用要点是重中之重。

1 无人机航拍技术的基本概念

无人机航拍技术是指利用无人机进行航空摄影，在摄影过程中掌握摄影器材的镜头焦距、畸变、相机姿态等信息，从而根据这些信息进行空间重建，获取精确的地理空间信息，从而达到航摄测量的目的。无人机航拍技术是现代测量技术的一种创新和发展，具有良好的应用前景。无人机航拍技术的基本原理是利用相机的几何模型和数学模型，将空间物体的三维坐标与其在数码图像或胶片上所对应的像点之间建立几何关系，进而推算出物体在空间中的具体位置、形状、大小等情况。无人机航拍技术的基本组成部分为飞行平台、载荷、地面站和数据处理系统，其中飞行平台是由无人机飞行器、遥控器和电子设备等组成，其主要负责进行摄影、采集数据。载荷是指航摄摄影机、GNSS等测量传感器，负责实现空中摄影和数据采集；地面站是指调度、控制和管理无人机的设备和操作人员，负责管理和调度飞行任务；数据处理系统是指将采集的数据通过计算机进行处理，得到所需的摄影测量数据和地理信息。无人机航拍技术的基本流程是：预处理、航线规划、飞行航迹控制、摄影测量、数据处理、产品输出等。预处理包括对地物信息的分析和预判；航线规划是根据预处理结果规划无人机航线；飞行航迹控制是指控制无人机在预规划的航线上进行飞行；摄影测量是指将无人机采集到的图像进行处理，得到地理空间信息；数据处理是指利用计算机对采集到的数据进行处理，输出所需的相关测绘数据。

2 无人机航拍技术及其优点

2.1 合理规划航线

为了能够最大限度发挥无人机遥感技术作用，应当针航线展开合理的规划工作，进一步明确工程测绘所在地的边界和地形条件。若是其所在地区有着较为复杂的特点便应当妥善开展边界校核工作，进而为航线规划的高质量完成创造条件。工程测绘过程中需要针对现有的数据采集范围进行拓宽，此举能够高效应对影像变量过大的现象，进而从根本上促进数据整理成效的提高。

2.2 精确设定航测参数

在合理规划航线以及科学布设像控点的同时，测绘人员还应当对航测参数进行精确设定，针对同向飞行的无人机而言，应当合理把控同向重合率，确保能够在60%以上，而对于旁向飞行的无人机来说，则应当保障旁向重合率大于30%。在正式进入航测阶段之后需要加大力度实施对于航测速度以及高度等参数的管控，例如，当其在倾斜方向上进行测量时需要保障无人机的飞行高度在180m以上，与此同时还应当确保其始终处在匀速飞行的状态，维持在6~8m/s范围之内，保障同向重合率始终在80%以上，与此同时，其旁向重合率不得低于50%。在正方向测量时，无人机飞行高度需要控制在80m以上，精确把控匀速飞行，同向以及旁向重合率分别应当在85%以及40%以上。

3 无人机航摄在工程测量测绘中的应用

3.1 测量区域场外控制点的设置与运行

控制点是进行无人机航摄测量的基础性工作之一，而无人机航摄测量只有设置确定的控制点才能达到有效的测量效果。控制点一般采用全站仪或GPS测量仪进行设置，并通过后续的处理来获得高精度的坐标信息，在进行场外控制点设置前，需要首先确定测量区域的范围和关键地点，根据测量区域的实际情况，选择合适的控制点布设策略，控制点数量必须达到要求，确保后续数据处理的可靠性和精度，同时控制点数量要控制在合理的范围内，防止增加测绘成本；控制点布设应考虑到光影影响，避免光影对测量数据的影响，且控制点应覆盖整个测量区域，保证后续数据处理的完整性。在进行控制点设置后，需要对控制点进行运行，并记录控制点的位置信息和状态信息，用于测量数据处理使用；控制点的运行分为两个部分，即控制点的检查和控制点的记录，控制点的检查是指对控制点进行定位和检测，从而确保其位置的准确性，同时还需要检查控制点的状态，确保能够正常地工作；控制点的记录是指跟踪控制点的位置和状态信息，保证后续数据处理的精度和可靠性，控制点需要记录的信息包括控制点编号和名称、在地图上的位置和经纬度信息、状态信息以及控制点的高度和相关参数信息，通过对控制点的科学设置与运行调整，可以有效提升无人机航测测量精准性。

3.2 做好测量数据处理工作

首先，无人机航摄图像数据处理需要建立数学模型，能够对图像进行几何纠正和配准，使图像坐标能够转换为地理坐标。建立数学模型需要考虑影响因素，如摄影机的参数、平台位置姿态参数等，并采用已知控制点方法的控制测量，确定图像与地面或地图的相对位置关系。常用的数学模型有直接线性变换、松弛块法、最小二乘法等。通过数学模型，可以准确计算出每个像点对应的地理坐标和高程，建立几何空间模型，为后续的数据处理打下基础。其次，在数据预处理过程中，无人机航摄图像，存在各种形式的失真，比如中心畸变、径向失真、透视畸变等，需要根据预先建立的数学模型对失真进行校正。无人机航摄图像在拍摄过程中受到各种干扰和影响，比如云、雾、霾、反光等，这些影响导致图像的质量下降，所以需要进行图像增强，使其更容易观察和处理，主要增强方法有对比度增强、噪声降低、锐化和平滑等处理。最后，需要做好三维模型生成工作，三维模型生成的过程是将数字高程模型、纹理信息、摄像机外方位元素及其他传感器信息等数据相结合，自动生成表现真实场景的三维立体模型，能够为工程建设提供三维模型支持。

3.3 数据影像的获取

无人机遥感测绘技术主要是通过无人机对测绘区域进行录像，然后将各个物体形成坐标存储在系统内，然后后续在进行图像测绘时，工作人员可以根据这些坐标进行有效定位，提高测绘准确性。在实际的应用过程中，无人机遥感测绘技术可以根据一定比例对地形进行测绘，并自动调整影像比例，利用这些得到的数据进行三维建模，为后续再进行工作时提供数据支持，并且需要施工单位格外注意的一点是，在无人机遥感测绘技术应用过程中，需要有专业的操作人员进行操作，操作人员需要对无人机遥感测绘技术进行全面掌控，同时，能够有效对无人机下达命令，对获取到的影像进行及时获取。

4 结束语

综上所述，无人机航拍技术作为一种新型技术，被广泛应用于现代测绘工程测量工作中。通过科学、合理运用该项技术，能够最大限度提高测绘工程测量工作的质量与效率，相比传统的航拍测量技术，无人机航拍测量技术更加迅速、准确、灵活性更好、成本更低、安全性更高，充分保障了测绘测量的精确度，推动整个行业的稳定与可持续发展。基于这些优点，无人机航摄技术在今后工程测量中会得到更加广泛的应用。

参考文献：

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