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论无人机航测技术在工程测量中的应用王佳伟

发表时间：2020/7/14 来源：《基层建设》2020年第6期作者：王芳孙志宇王佳伟

[导读] 摘要：基层测绘技术对于经济的发展有着巨大的推动作用，从这方面分析，不难发现推动基层测绘技术的利好发展，可以让测绘技术有着更大的发展空间。

        内蒙古科技大学内蒙古包头市 014010
        摘要：基层测绘技术对于经济的发展有着巨大的推动作用，从这方面分析，不难发现推动基层测绘技术的利好发展，可以让测绘技术有着更大的发展空间。在当前的技术条件下，无人机技术有着巨大的发展空间，在基层测绘技术中运用无人机进行航拍，能够远距离进行无人机的遥控航拍，实现远距离的基础测绘，无论是在危险因素多的密闭环境还是技术要求高的低空环境，都能够利用这一技术。
        关键词：无人机航测；工程测量；具体应用
        引言
        在我国工程测量工作中运用无人机航测技术能够有效提升测量效果，但是在测绘测量工作中要积极提升无人机航测点布设的科学性，优化航测控制技术人员的技能水平，在后期测图绘制中做好异常数据的剔除与分析工作，为形成优化地形测图提供全面保障，无人机航测过程中也存在一定的质量影响因素，如恶劣天气等，要尽量在天气较好的环境下进行无人机航测技术操作，以尽量提升无人机航测技术操作及成果的质量，为工程测量工作效果优化创造基础条件。
        1无人机航测技术优势
        1.1工作周期强
        无人机技术在我国的发展已经非常的完善，所以在测绘工作中，运用无人机技术进行航拍测绘有着良好的技术支持，不仅仅是无人机的良好性能能够提供相应的航拍服务，同样的利用无人机进行航测相比较于传统的测试方式，在工作周期上有着巨大的优势，这是无人机航拍在基层测绘中所带来的巨大变革，借助无人机航拍操作中所需要运用的各种相关系统功能，能够推动基层测绘工作的开展，这些技术内容是确保无人机航测技术的工作周期强的主要因素。
        1.2测绘范围广
        无人机航拍在测绘范围上能够极大地削弱空间对其的限制以及影响，在传统的基础测绘中，很容易受到空间的限制，也就是在遇到较为复杂的地形时，难以高效率、大范围的进行基层测绘工作。但是无人机航拍给基层测绘带来了飞行功能，也就是能够在高空作业中实现对测绘范围内的全角度和大范围测量，并且无人机借助飞行的优势，在灵活性上能够得到阶段性的提升，无论是高空航拍还是低空作业，当前的无人机技术都能够胜任，所以利用无人机进行航拍侧护，不仅仅能够提升测绘范围，同时还能够借助数学传输技术，进行测量区域的3D立体图模拟，让测绘工作变得更加直观。
        1.3无人机速率较高
        在基础测绘工作中如果发生突发状况，传统的基层测绘技术会因为工作模式的原因，难以迅速的进行补救，但是在利用无人机进行航拍测绘的方式下，必然可以将工作效率提升到最多，也就是利用这一方式可以让测绘工作的便捷性达到一定的需求，这一模式的变化会给基层测绘技术带来巨大的帮助，无人机的高飞行速率，以及携带的摄像机和实时信息传递功能，让基层测绘工作可以更快的对突发状况进行相应，进而让测绘工作可以更好的进行。
        2无人机航测技术在工程测量中的应用
        2.1地形图测绘
        我国低空无人机遥感技术在应用于大面积地形测绘中取得了相对显著的成效，大量测量案例已经证明了无人机测绘地形图能实现较高的精准度，可以有效满足1：2000地形图测量要求。无人机遥感技术在进行地形图测绘时，通过将获取到了DOM数据加载在大面积地形图测绘中的使用，低空无人机遥感中的摄影测量技术取得了显著的成绩，大量试验已经表明无人机测绘地形图的精度可以满足1：2000地形图的要求。无人机遥感的地形图测绘过程时，将获取的影像数据加载ArcGIS中，并建立起多个图层，之后在将野外采集的道路、建筑物地物特征点详细绘制到ArcGIS中，最终获得更高精确度的矢量化数据结果。因此，无人机遥感技术的应用不仅满足了现代地形图测绘精度、数据要求，还能在一定程度上提高地形图测绘效率，目前被广泛应用到了各类测绘工程地形图测量作业中。
        2.2低空作业中无人机遥感技术的应用
        无人机遥感技术由于受到无人机机身影响，在一些较高海拔山区、平原地区的恶劣天气下起降有着一定困难。因此，为了更好地发挥出无人机遥感技术测绘能力，可以采取低空航拍方法，从而快速、高效的获取到相关数据资料。目前，我国无人飞艇低空航测系统已经研发成功，并得到了广泛应用。

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这种无人机遥感技术采用了创新和优化自稳定、自检校功能的低空数码相机系统，并利用特殊设计下的检校软件和相片重叠关系，从而极大降低了轻薄机身变形导致的测量误差。与传统测绘技术相比，这种无人飞艇低空测量技术采用了专业的自动化数据处理软件，在不断提高测量自动化水平基础上，同时改善了影像数据处理分辨度和清晰度。
        2.3矿山测量中的应用
        矿山的地形有着较为复杂且恶劣的特点，而通过应用无人机航空技术拍摄周围地形地貌图片及影响，能实现矿山地理数据的有效收集与处理，从而为矿山开采提供了真实、全面的数据信息。此外，在矿山治理和矿山环境保护上，无人机遥感技术也能充分发挥自身的优势，凭借安置的各类传感器（雷达、多光谱、真彩色等）获取矿山上真实数据。之后针对相关数据资料进行定性定量分析，为矿山环境治理和保护管理者提供有效的数据参考，对管理者做出科学的治理决策有着极大的帮助。
        3无人机航测技术在地形测绘实际案例中的应用
        某市为了满足当地的旅游规划、设计和管理的需求，需要对区域内面积约为31km2的重点村落进行地形图的绘制，从而为未来旅游发展的规划制定提供数据支持。由于所测量区域地形较为复杂，山脉丘陵地形较多，再加上该地区阴雨天气较多，如果采用传统的野外作业方案，不仅无法在预定的工期内完成地形测绘任务，而且安全系数较低。因此，本工程计划采用无人机航摄技术完成目标区域的地形测绘工作。
        3.1航线规划和测区划分
        结合本区域内的地形地貌特点，在进行无人机航摄航线规划过程中，为了确保航摄的安全性，应尽量确保航线范围内没有障碍物。同时采用1∶10000的地形图对无人机的飞行高度进行精准的判断，确保其始终处于较高的安全飞行区域。除此以外，针对测区进行科学划分的过程中，通过对地形测绘精度需求差异情况的分析对测区进行精度差异划分，山头精度需求相对较低，而山谷较高，据此进行测区划分会更加科学，测区规划设计的过程中要做好山势分析，防止尤其由于混乱气流影响而导致无人机航摄的精准度以及飞行安全。
        3.2像控布设
        本工程在进行像控点布设时，计划采用400m边长的正方形格网进行像控点的布设，每一个角点都作为像控点的图像信息采集区域。结合本工程的实际要求，在测区的外围，适当的选择一些凹凸处作为新增的像控点。
        3.3空三解算
        本工程采用DPGrid对所采集到的影像进行空三加密和平差解算，从而有效的处理影像资料中存在的畸变大、偏角、滚角较大等问题。此外，该软件还可以快速的生成大量高精度和高强度的模型连接点，满足本工程大比例测图的需求。
        3.4地形测绘结果
        在完成所有无人机航摄作业后，针对相关数据进行了精准度的检查，包括平面精度、高程精度等。通过各项质量特性的检查结果发现，本工程采用无人机航摄技术所获得的地形测绘数据均满足了相关规范和设计要求。在无人机航测过程中，最为关键的管控因素有设备与人，在实施航测之前要对飞行设备、控制设备及摄影设备进行全面检校，并做好摄影设备及定位仪器的稳定性控制，保证其航摄稳定性。而在航测工作中针对航线、镜头等参数进行有效调整，保证航测技术成果也是无人机航测工作中的重要措施，因此技术人员必须具有全面的无人机航测技术，并能够掌握一定的经验技巧，确保无人机航测的综合效果。
        结束语
        无人机测绘技术应用于工程测量作业中，不仅是工程建设的顺利开展的有效保障，也是现代测绘技术发展进步的重要表现，能充分满足现代测绘高效、实时的要求。在无人机测绘技术应用于各方面背景下，应促使使得更多的工程单位了解并掌握这项优秀技术，从而推动无人机测绘技术朝着更成熟方向发展。
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        [3]陈建丰.无人机航空摄影测量在地形图测绘中的应用探讨[J].内蒙古煤炭经济，2017（8）：33+39.