【摘 要】无人机的应用已有几十年的历史，过去由于其“高大上”很少进入一般人的视野。近年来无人机技术的飞速发展，操控性、智能化逐步提升，使用成本显著降低。其中多旋翼、充电型无人机以操控性、安全性、可靠性、性价比高为特点最受欢迎。无人机的普及，给各行各业带来了巨大改变，对于工程建设领域各种生产要素充分集中，需求多样化，理当用好新产物、新技术提高工作质量、工作效率。
【关键词】 航线规划；正射图；倾斜模型
1.无人机应用基本流程
1.1飞行准备
确保顺利完成任务，做好相关准备工作是必要的，包括查询了解飞行地是否处于禁飞、限飞区，是否存在敏感、党政单位，是否存在人流密集时段等；利用卫星地图查询了解地形地貌、高差、最大长度，初选多个起飞点。将无人机及遥控器升级至最新版本。配备足够电池，电池电量充足，必要时另行配备安全型电池及逆变器。
1.2 像控点布设
每个作业区像控点数量≥3个，像控点不宜位于作业区边缘，且每个像控点至少能从6张航片找到。像控点坐标系、高程基准应与项目一致。像控标识制作规范、颜色可辨性高，不易受人为破坏及天气影响。
1.3 起飞点选定
起飞点选择合理性，直接影响信号质量、飞行效率。起飞点一般位于各架次飞行范围中部，以综合最优为原则。起飞点四周空旷，远离深坑、水面、高楼、电力、通讯设施，起飞上方无线缆。根据各架次飞行情况，一个作业区可以有多个起飞点。
1.4 航线规划
新建项目后，根据地形情况、成果需求，选择合理的航线规划方式。如带状航线、区块航线、井字航线、五向航线、大区分割、环绕航线等。航线规划考虑因素有：分辨率DSD、相机性能、地形分布，场地高差、航线重叠率、风向、经济飞行距离等。根据成果要求的分辨率DSD计算飞行高度，可简化计算为36倍DSD，如3cm分辨率,则飞行高度约为108米。不同地形、不同场景重叠率不同，一般50～80%。航线方向一般垂直地形最低、最高点连线，不宜让无人机繁频换向、大高差线路线上折返，以免降低仿地飞行作业效率、出现最低最高处分辨率相差大，甚至出现重叠率不够的情况。
1.5飞行前检查
飞行必须在合适天气、风速10米/秒以下、合法区域飞行。到达预定起飞点，将电池安装紧固，确保螺旋桨安装正确、紧固，无破损。确保存储卡容量充足，并已正确插入无人机卡槽。检查镜头是否完整，是否清洁无污物。检查指南针，出现异常时，按提示要求校正。设置最大飞行高度、距离限制、返航高度，开启避障功能、返航电量、网络信号、RTK等参数设置。确保相关基本设置正确后打开飞行器电源，将飞行器缓慢飞行至距离地面高30米左右。匀速轻轻逐个拨动遥控器摇杆，检查前后左右、左右转向、上升下降功能操作是否正常，确保无人机镜头画面清晰、平稳。有条件的地方可以在正式作业飞行前，手动绕飞作业区，检查信号覆盖情况、了解作业区障碍物等情况。
1.6 作业飞行
完成前述工作后，即可正式上传飞行任务，启动飞行。飞行过程中随时注意观察遥控器显示屏，查看无人机是否偏离航线、风速警示、避障提醒、遥控信号、图传信号、网络RTK信号、电量等信息。遥控信号、图传信号减弱时及时调整遥控器位置及其天线朝向。RTK信号中断时，及时调整遥控器位置及其天线朝向或切换网络接入方式。每次变动遥控器位置后应及时刷新返航位置。如遇避障提示，点击暂停，然后拨动遥控器左右旋转摇杆及调整镜头朝向，确认无障碍后点击继续飞行。遥控器信号丢失，将自动跟踪重新建立连接，默认时间后仍未建立连接，无人机执行自动返航功能。低电量警示，按提示要求返航，更换满电电池执行断点续飞，重复前面作业飞行操作，直到提示作业任务完成，将飞行器安全返回返航点。
1.7 航片质量检查
更换电池间隙，建议现场及时查看航片质量，如清晰度、曝光度，是否存在果冻、拉花、云雾遮挡、漏拍等。存在不能后期修复的航片，必须重新飞行。为了避免飞行意外，造成已完成航片丢失、损毁。合理频次备份或更换存储卡，即不能让鸡蛋全放一个篮子道理。
1.8 内业成果处理
航测内业软件较多，应用领域不同，各有优缺点。根据项目特点、项目需求等选用。内业处理完成后，检查质量报告中空三、绝对定位、相对定位、重叠率、航片使用率等关键指标是否符合要求。不符合要求的，检查原因，不能后期技术解决问题的必须重新飞行。
1.9 成果应用
航测成果应用领域非常广泛，这与硬件、软件发展是离不开的，日新月异，各行各业都有其独特的应用体验，包括基本的等高线绘制、陡坎识别、高程提取、图样采集训练识别、立体测图等基础应用，后面将作简单叙述。
1.10成果格式转换
使用软件不同，成果格式不一样，宜采用标准，通用格式。过程成果可多格式存储，工程建设应用中，最终成果尽量转换为常见的DWG、JPEG、PDF格式，因为不是所有的人都是做航测的，再好的成果别人难打开，不能向他人展示、共享交换，那应用也是失败的。
2. 项目前期应用
2.1 地形测绘
无人机在测绘工程中的应用是比较早的，在工程建设中的其他应用基本上是基于测绘应用而发展起来的。应用无人机进行地形测绘其效率是传统仪器的数倍甚至数十倍，无人机可达到测绘人员无法到达的地方，其成果包含信息量更多，让设计人员更好的读懂地形、了解地形。
2.2 总平面应用
以往设计多数基于线画地形图上进行相关设计，对地形空间感的认识取决于地形测量粗细程度、设计人员空间感以及对现场的踏勘详细程度。线画地形图与无人机正射图、倾斜模型叠合，在辅以图片、视频等帮助设计人员更好判读地形，优化项目总平面布置。同时能够快速、准确、直观发现红线、平面布置、交通通行、障碍物等问题。
2.3 地形分析
应用无人机倾斜模型建立地形三维模型，对地形进行高程、坡度、汇水、表面积分析等。
2.4 实景效果图
过去常见一些效果图背景为虚拟的山、水、鸟、字画等，其实项目建成后是很难达到效果图所示效果的。为更加真实表现项目建成后效果，利用无人机进行不同高度、多角度拍摄，在航拍图上进行效果图制作，制作逼真时很难发现是实景拍摄还是效果图。如今有条件的地方，规划报批已对实景效果提出明确要求。
2.5 建筑立面绘制
对于新农村、美丽乡村、乡村民宿、文旅项目等，这类项目原有建筑一般没有详细设计文件。相对其他方法如激光扫描等，用无人机获取倾斜模型后剖切绘制建筑立面这种方法性价比高、时效性强。
3.项目施工阶段应用
3.1 影像采集
动土作业前、施工中利用无人机对原始地貌进行全方位、全面的影像采集。施工过程中对重点部位、重点节点进行影像采集。丰富、全面的影像为工程变更、工程签证、工程纠纷、项目宣传、工程档案等提供有力素材。
3.2 定位放线
定位放线，即将设计图上点、线施放到实地以指导施工或检验设计合理性。无人机的应用改变了这一传统工作方式，有时不用实地放样便直观、准确检验设计合理性和发现存在问题。如利用无人机先行获取正射图，将同待放线平面图叠加，在正射图即可清晰获取关心信息。采用测量仪器定位放线完毕，现场钉桩、撒灰线后，利用无人机获取现场正射图，同设计文件叠加，便可初步直观、快速清楚放线点位、轴线、范围线、开挖深度等是否存在明显错误等。在正射图中实量偏差值，也能检查出偏差≥3cm以上的放样点。
3.3工程隐蔽验收
楼层钢筋、室外构筑物、结构层隐蔽验收前进行低空航拍，正射图与平面图叠加后JPEG格式转换保存。该方式较传统像机相比，具有视觉范围广，可测量性，追溯性强。
3.4 室外管网
室外管网错综复杂，竣工绘制不准确将给后期运营维护带来很大麻烦，如到处找管、探测、开挖等，严重影响生产生活。管道埋设中分段、分期对室外管网进行低空航拍、正射图、倾斜模型建立。有问题时随时打开文件任意查询管网绝对坐标、相对定位尺寸、管顶高程、管径、材质等信息，为维护管理提供数据支撑。
3.5工程变更、签证
室外工程变更、签证附以航拍影像、正射图、倾斜模型，哪里有疑问鼠标哪里查询，更加直观反映、准确计量。减少双方就变更事实、工程量大小等争议。
3.6 施工进度
申报、审核面状、平面管线、土石方工程进度时，无人机的应用效果是很明显的，如利用无人机成果对管线长度、块状面积、土石方量、乔灌木数量统计、复核等。
3.7 汇报材料
有时就某一问题需要在项目月报、会议中进行描述汇报，可能用再多的文字、图形不及一份航测成果。无人机空中拍摄图片、视频、航测文件使表达更加深刻、让听者听得更加清晰、明白。
3.8现场巡查
对室外工程作业面低空飞行，快速了解施工机械、施工人员投入情况及作业面开展情况。再也不用像过去开车、爬高走远，提高巡查效率。
3.9 安全文明施工
安全文明施工检查是常态化的，如利用无人机定期、不定期对施工现场、施工外架、施工人员、室外用电线路等进行空中飞行检查。搭载喊话器制止不安全行为，变焦相机局部放大，红外热成像相机温度异常检测等。
4.项目建成后应用
4.1竣工图应用
项目建成需要按实绘制竣工图，对于室外工程，道路、市政、园林绿化、管网等实测、绘制工作量是很大的。以往做法是用全站仪、GPS-RTK、钢尺等进行整体、碎部、细部测量，该方法测量工作量大、容易勾绘错误。若使用无人机与传统仪器结合工作效率、工作质量明显提高。对于上空无遮挡的地方用无人机获取正射图、倾斜模型，在航测成果图中定位参考、描绘轮廓线、标注尺寸、提取高程，统计面积等，便于自行检查及他人审核。
4.2 结算审核
报送结算文件的同时提供重点部位、重要节点无人机成果文件，哪里有疑问查看哪里，减少审核人员到现场查看时间，推进项目结算审核进程。
4.3 项目移交
向接收单位提供CAD电子文件、数量清单等的同时再向接收单位移交无人机航拍、正射图、倾斜模型，让接收单位快速了解接收工程，项目现状情况，快速完成项目移交。
5.结束语
近几年无人机的飞速发展，给各行各业带来了巨大改变，降低了工作成本，提高工作质量、工作效率，丰富了成果。但同时也出现了一些无视公众安全，违规飞行等事件，给真正的无人机行业应用者带来恐惧和负面影响。对于一个新兴产物，我们应遵章守纪，敢于探索、创新，把无人机行业应用推到新高点。
参考文献
[1] 大疆无人机 快速入门指南
作者简介：罗文杰，男，汉，云南昭通，1984年9月出生，本科，工程师，从事工程建设监理及无人机行业应用。