无人机技术在测绘测量中的应用

无人机技术在测绘测量中的应用

陈艳枝

黄河勘测规划设计有限公司测绘信息工程院河南郑州450000

摘要：现代无人机航拍技术的应用与推广，对于工程测绘任务的实施具有重要的推动作用，其不仅在测量精度、效率与应用范围上显现出独有的优势，同时还有助于相关部门能够及时掌握所需地域的地理信息，进而实现国民经济社会信息化，促进工程测绘任务在标准化发展基础上更加多元化与科学化。

关键词：无人机；测绘测量；应用

导言：科学技术的快速发展，无人机技术的出现给测绘领域带来了极大的便利，因其操作简单，设备灵活性强，被广泛的使用。无人机技术又称无人机航测遥感技术，这项新型航空遥感技术被广泛适应在国土资源监测、应急测绘保障以及其他重大工程的建设当中。这项技术的优点在于机动灵活且快速响应，精确度高但成本低廉。

1无人机技术概述

无人机技术简而言之就是无人机遥感技术，是一种无人驾驶的飞行器，该飞行器融合了通信技术、遥感技术以及全球定位技术。无人机技术使用于地理信息测绘，能实现智能化、自动化以及专业化要求。当前，我国国土局资源测绘广泛使用该技术。无人机技术功能强大，可以实现即时更新、修改以及升级，为获取地理信息奠定基础。无人机的结构，主要由导航、无人机平台、定位系统以及数据处理平台四个部分组成。可以将无人机看成是全球定位系统、计算机技术以及通讯技术融为一体机器。无人机技术有以下几个优势：数据资料更新很快。无人机选择的是低空飞行模式，空间领域限制比较小，只要天气合适就可以注册飞行，这及时的保障数据更新。无人机数据分析效率非常高。在无人机上携带着高分辨率的传感器，获取数据之后，主动根据比例尺测图要求，进行数据分析，这是传统测绘技术难以实现的。

无人机技术的系统结构，是由微型无人机平台、高分辨率数码传感器、导航和定位系统和数据处理四个部分组成的，是计算机技术、GPS技术、通信技术和数据处理等技术的集合体。

2无人机技术在测绘测量方面的优势

2.1无人机技术监测高效迅速

对于应急事件无人机能够及时对监测区域采取大范围监测，能够迅速生成监测区域的清晰的图像数据。其中单台无人机的周监测量最高可达2100平方公里左右，监测效率得到大幅度的提升。

2.2无人机遥感监测范围大且具宏观性

针对不同航高无人机能够进行大范围、高空间的监测的同时，还能够对较小面积、地空间进行精准监测。另外，无人机遥感监测可同时采用多架无处理效率高人机、多次监测的方式对上万平方公里的监测区域进行监测作业。经过多光谱分析，可以得到大范围监测区域的各项监测信息，并将传统点信息和得到的信息相结合，得到整个监测区域的信息。监测区域情况可以利用三维仿真模拟技术来进行宏观展示，同时这项技术能为相关部门的决策提供便利。

2.3具有很高的处理效率

无人机技术的影像分辨率的范围在0.1～0.5米之间，比目前国内外的高分辨卫星影像数据的分辨率都要高，同时，其采集数据速度较快，处理效率也很高。

2.4具有很强的周期性

无人机技术可以与GIS或遥感应用系统进行集成处理，测绘测量应用也能够很便捷快速的进行搭载，为测绘测量工作的综合性和周期性提供了良好的保障服务。

3无人机航拍技术在工程测绘中的应用

3.1航线规划与测量范围确定

一般而言，1h为无人机飞行极限时间，除去飞机起降消耗，其有效拍摄时间约为50min左右，因此，应严格控制无人机在空拍摄时间，以防因能源不足而导致坠机事故发生。为了保障飞机的有效拍摄时间，则需合理规划拍摄航线，以此提高拍摄效率。

除此之外，为敢保证无人机能够实施全面完整的航空测量任务，还需合理规划待测工程的全境测绘区域。可以结合实际需求，采用空中鸟瞰的方式，划分待测区域成两边等距、长条状形式，然后设置标志分别于该区域四角处，再根据无人机的飞行速度与续航能力将整个航拍的具体流程合理设计，以此指导航拍任务的实施。

3.2测量区域控制网建立

测量区域控制的的建立，其目的在于对工程测绘任务实施进一步细化测量，其具体实施过程为：结合测量所获得的测区地域面积的大小，建立相应等级与规模的控制网络，并设置GPS坐标点于该控制网区域内，进而可以实现坐标系的三维化处理，以此便可通过坐标的方式对该区域中的任一点实施具体表述，从而便于后期数据的处理。但是该过程的执行，需要保证路线计算与坐标核对的准确性，以此确保工作质量满足实际需求。

3.3测量数据的处理

外业飞行的工作完成后进行影像的优化选择，结合GPS导航数据与快速排片的软件处理影像，对模糊不清的影像予以排除并确认是否有漏拍现象发生。为了消除相机透镜畸变缺陷的影响，根据事先得出的检校参数预处理无人机取得的原始影像数据。此举是为了确保能自动提取连接点并保证对控制点量测的准确程度。进行平差后，所获得的数据即为测区影像的空间坐标与姿态信息。之后用摄影测量的专用软件进行立体测图，由此能得到所测地区的大比例尺地形图。之后进行自动的地形提取以得到DSM，最后利用GIS软件做出测绘地区的三维地表模型。

除此之外，内业任务的重叠与合成处理，可通过专用的影响处理软件操作，同时也可输入外业测量所用控制点信息于系统对应像控点生成DOM与DEM等，再以实施空三加密处理后，最终使得所生成TIF图片具有坐标信息，以此便于手工勾绘地物于影片信息上，同时也利于外业调绘和地貌处理实现DEM数据化。

3.4无人机测量精度的控制

（1）与传统的测绘航空摄影相同，当条件满足时，无人机航拍任务的实施应尽量选择在天气晴朗、可见度高的环境下进行，?@样可使获得的影像色彩与地面信息更加丰富完整，同时还可避免因雾霾影响而导致影像曝光时光线的折射与散射现象加重，进而确保成图精度不受损伤。

（2）无人机航空摄影获取的航空影像幅面较小，采用原有的空三软件进行平差解算，在多个测区处理过程中，均会发生不同程度的错误，特别是对加密测区的选构，目前使用较多的PATB平差软件，对此类小幅面数码影像的剔错能力远远小于23*23幅面。

（3）无人机作为飞行平台，在执行航空测量任务时，容易受气流变化和风力的影响，可采用了二维姿态稳定平台，在小范围短时间内，受风力和风向的变化影响不大，容易通过姿态稳定平台的纠正获得理想的姿态角度。

结语：无人机测绘系统的使用，为测绘作业开展奠定了基础。无人机技术在推动测量测绘科技不断创新以及提升测量测绘保障服务能力方面起着重要作用，还能够促进相关部门对所需的地理信息进行及时的掌握，帮助国民经济实现社会信息化，从而促进社会经济的迅速发展。

参考文献

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[2]刘金亨，吕郁青，张晓博等.无人机遥感在测绘测量中的应用[J].硅谷，2015，（1）：134-134，141.

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