测绘工程测量中的无人机技术探微

测绘工程测量中的无人机技术探微

张雨凡

身份证号:320323199412157028

摘要：无人机可被看作是对于以往航空摄影测量技术的补充，其在应用期间展现出测绘数据生产周期短、适用性良好、作业成本合理、测绘结果准确、测绘效率高等优势特征，能够在飞行困难区域以及小区域快速获取高分辨率影像。本文首先探讨了无人机技术在测绘工程测量中的主要应用场景与特点，而后从工程测量准备、外业阶段以及内业数据处理、应用阶段三个角度探讨了无人机技术的应用方法与关键要点，从而为工程测量人员合理使用无人机技术执行测绘任务，提高测绘质量提供技术思路。

关键词：测绘工程；无人机技术；工程测量

测绘工程测量对于综合性与专业性有较高的要求，测量对象涵盖地下的矿藏、水文、地质构造以及地表地貌、各种地物，测绘环境存在相对较大的差异。无人机技术在当前的工程测量领域表现出良好的适应性，可针对测量区域快速执行全方位勘测任务，提供各类工程建设所需的测绘信息。现探讨无人机技术应用于测绘工程测量中的情况。

1无人机技术的应用场景与基本特点

1.1应用场景

无人机技术可被运用到工程建设的全周期中，满足测绘测量需求。在勘测设计阶段，可通过无人机技术来测绘地形，调查土地地籍，支持大型房屋建筑工地、电信基站、石油管道、光伏电站、风电场、输电线路、水电站的勘测设计活动。在工程施工建设阶段，可利用无人机来获取工程参数，实现对施工过程的实时监测。在运维后期阶段，无人机技术可在检测风电塔、光伏电站、石化工程、水电站库区与大坝等工作中发挥作用[1]。还可将无人机技术应用到地质灾害巡查作业中，增强对多种地质灾害的应急响应能力。

1.2基本特点

其一，高分辨率成像。将分辨率较高的摄像设备搭载到专业化的测绘无人机上，可获取图像质量与空间分辨率良好的地面影像，与航空遥感相比，由于与地面目标之间的距离更近，因此所获取的图像有着更为丰富的细节与更高的清晰度，为工程测量提供有效的地物特征信息与准确性更强的测绘结果。

其二，快速性与灵活性。无人机被用于测绘工程时，可更加自由地执行飞行测量任务。作业人员可根据测量需要，对飞行高度与航线进行灵活调整，以此实现对测绘区域范围的全面覆盖。无人机对难以达到的区域位置与复杂测区地形有着较强的适应性，可满足高效测量需求。

其三，安全性与成本效益。对比以往所用的工程测量方法，作业人员使用无人机后，可免于深入到危险复杂的测区环境或者地形中完成测量任务，操作方法也更加简单，既确保了测绘的安全性，同时也充分降低了工程测量的时间成本与人力成本。

使用无人机技术完成测绘工程测量工作时，应充分考虑气候条件、地理环境、技术因素、作业人员专业水平等方面的影响，比如测区存在杂糅多种地形、空气稀薄、信号传输不稳定、视野盲区较多等问题。或者不同作业时间下的动态景别、色彩、光线等方面存在的差异性会导致采集数据产生不统一的情况，提升建模难度。因此，应以测区具体情况为主，掌握无人机应用要点，合理制定无人机测量方案。

2测绘工程测量中的无人机技术应用要点

2.1准备阶段

其一，应对飞行区域进行充分了解。确认飞行区域的具体覆盖范围，是否有高压输电线，网络覆盖情况，控制点的实际分布情况以及是否存在受损问题，是否存在禁飞或者限飞的要求。可利用地图软件来采集测区环境信息，包括高建筑物、树木遮挡、地磁干扰、高压线与地形等，以此预防无人机测量中发生航时不足、导航干扰、飞机失锁等情况。以工程测绘测量任务为基准，对飞行航线与飞行路径进行合理规划，使飞行机能够全面覆盖测区，并采集高质量数据。

其二，应向相关部门提交申请审批文件，写明飞行起始时间、飞行用途、飞行高度与飞行范围。无人机的飞行环境需要满足以下要求：不可在恶劣天气中进行飞行作业，包括风速超过12m/s的大风、雷暴、大雾、大雨等。飞行场地应较为开阔，周边并无过多高大建筑物。钢筋结构建筑物会对GNSS信号起到遮挡作用，影响飞行器定位。若在发射塔、通讯基站、高压线等区域进行飞行作业，遥控器可能会遭受干扰。在高海拔区域执行测绘工程测量任务时，飞行器的动力系统以及电池性能可能会减弱，进而影响飞行性能，作业人员需要对返航时间进行合理规划。

其三，合理选择飞行器。结合工程测绘测量的精度要求、工程建设区域的复杂程度以及面积大小，选取合适的设备。固定翼无人机具备良好的高速飞行能力以及续航能力，能够满足长距离飞行作业需求，可对通讯设备、摄影设备、传感器以及其他载荷进行安全携带。而测绘工程中有不少地形相对复杂，面积较为狭窄或者存在其他不适合使用固定翼无人机的条件，四旋翼无人机在着陆与起飞时可按照垂直方向进行飞行动作，还具备悬停的能力，虽然航程更短，飞行速度更慢，但在近距离的作业任务能够以更高的作业效率与更低的作业成本满足工程测量需求。选定所用无人机后，对其展开拆卸与装配，查看设备的基本性能与运行状态，调试传感器。无人机可搭载相机等航摄器、惯性导航系统以及全球定位系统等传感装置。

2.2外业实施阶段

其一，飞行前检查。查看飞行器与遥控器的电池电量储备情况。展开机翼，确认电池、起落架、机臂套筒是否锁紧到相应位置。桨叶与电机的固定是否无松动情况，是否足够牢靠，桨叶是否出现破损，电机是否有卡转的情况。查看无人机的固件与软件是否更新至最新版本，确认是否有警告信息或者故障提示。确认是否打开避障并设置了合理的避障距离，是否设置了合适的返航距离。

其二，飞行操作。按照预设的无人机测量任务要求以及规划的航线来操控无人机，使其进行起飞动作、航飞动作以及降落动作，从而完整准确地获取所需的视频、图像以及温度等数据。航行期间，应遵循安全操作的基本原则，实时监测无人机装置的飞行状态，以免使处于测区中的障碍物与无人机碰撞。

2.3内业数据处理阶段

其一，数据预处理。针对航摄飞行中采集的原始影像数据展开检查以及预处理，若发现有不合格的区域应及时完成补飞，以此保障全部影像都符合色彩无反差、较为柔和，影像画面清晰，拼接处无明显错位以及重影等质量要求[2]。

其二，空三处理。利用专业软件，导入倾斜影像与垂直影像，进行空三计算。结合外业阶段测定出的像控点成果，实现对特征点以及同名像对的有效提取，而后匹配连接点，完成相对定向，进行区域网联合平差，以此掌握空中三角测量信息。

其三，制作实景三维模型。在Smart3D等建模系统的支持下构建工程测量所需的实景三维模型。考虑到计算任务量相对偏大，基于达成高速处理数据的目标，可把摄区划分为若干模型单元后再进行处理，为工作站并行CPU框架硬盘[3]。结合空三成果文件与实景模型，选取Tile作为单位，完成格网正射以及贴图匹配处理，从而获取测区的TDOM。

最后，可根据测绘工程测量需求对数据进行利用。比如在线型工程测量中，可利用无人机测绘结果来制作带状地形图。将真正射影像数据导入到立体测图软件中，生成工程文件，绘制面、线、点等矢量信息，以大比例测图相关标准为依据，对符号与图层进行设定，精准、高效地对公路与沿线地物等多种要素矢量数据进行制作，获取初级线画图。

3结论

无人机技术在现代测绘工程测量领域中有多重应用场景，能够充分满足现代工程全周期下的多种测量需求，并表现出高效性、安全性与灵活性等典型特征。工程测量人员在运用无人机测绘技术时，需充分完成前期的测区调查、无人机设备选择、航线规划等准备工作，安全操作无人机设备，而后通过专业软件来实现对影像数据的全面预处理与有效应用。

参考文献

[1]吴金明.无人机遥感测绘技术在工程测量领域中的应用分析[J].中国高新科技,2022,(15):150-152.

[2]吴永春.无人机测绘技术在建筑工程测量中的应用[J].集成电路应用,2022,39(09):156-157.

[3]高海龙.探讨无人机遥感技术在金属矿山测绘工程测量中的应用[J].世界有色金属,2023,(01):13-15.