无人机航空摄影测量技术在工程测量中的应用

无人机航空摄影测量技术在工程测量中的应用

周高峰

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摘要：在建筑工程施工过程中有一项重要的工作就是测量工作，测量工作能够保证设计图纸中的各项数据处于准确状态，确保后期建筑物达到理想的效果。无人机的投入使用有效提高了建筑工程测量工作的准确性与效率。本文将分析无人机测绘技术的发展状况，并结合传统测绘技术分析无人机测绘技术在建筑工程测量工作中的应用情况，在提高建筑工程测量效率与质量的同时使无人机测绘技术得到更高的发展。关键词：无人机；测绘技术；工程测量

引言

现阶段，我国科学技术水平得到了很大的提升，无人机技术属于新兴测量技术，现已在现代测绘领域得到了广泛应用。在无人机技术的应用过程中，可以利用搭载的各项遥感设备获取更多的影像资料，采集各项数据信息，完成各种环境下的测量测绘任务，有效地改善了传统测绘技术中存在的不足。除此之外，在建筑行业的快速发展中，无人机技术也将得到进一步的推广和应用，为各个领域的发展提供技术支持。

1无人机航空摄影测量技术的概念

在航测前将通过地面站对无人机飞行轨迹进行编程，航测控制点位通过GoogleEarth和无人机搭载的GPS分别获取，航测过程中无人机在航测轨迹上自主完成影像采集工作。无人机航测技术采集的地理参考图像，使用Lentsika飞行计划软件加载，包括覆盖面积、所需分辨率、图像数量、姿态、高度和飞行路径等，本文利用该软件的优势，预设控制点位坐标和飞行高度、所需的地面分辨率，软件将自动计算拍摄的图像数量、航路点数量、飞行轨迹，并计算曝光时间。在PＲ新村测绘项目中，预设高度320m或1200英尺，要求地面分辨率为7cm。自动控制系统将监控无人机搭载的GPS可用性、螺旋桨速度、无人机机翼、摄像头设置以及偏航和俯仰传感器等功能。需要注意的是，无人机着陆后，应立即关闭车载GPS，否则GPS数据将丢失。这是由于GPS日志文件内存的限制，操作人员应尽快从数码相机下载所有图像，并从自动驾驶仪芯片下载GPS日志文件。

2无人机航空摄影测量技术在工程测量中的应用

2.1低空作业时的应用

在进行建筑工程测量工作的时候，因测量地区的环境和地形，对测量的结果有着直接的影响。如果测量地区的海拨很高，对无人机的升降问题会造成一定程度的影响，另外，海拨较高的地方，极有可能会受到云层的影响响，由于云层的阻隔，拍摄图像达不到要求。这时候就有必要进行低空作业了，无人机在进行低空作业时，可以预设好飞行路线，在无人机作业前和作业的过程中，都需要借助专业设备对无人机进行检测，主动排除故障，开启自检技术能够让无人机在任何环境下，全天候不间断地执行测量任务，不仅提高了工程测量的精准度，也提高了工程测量的工作效率，有利于建筑工程测量行业的发展。

2.2无人机外业采集流程

首先，在无人机技术测绘准备阶段，必须明确下列技术要求：（1）成图比例是1∶2000；（2）航向重叠是70%~90%，旁向重叠为70%~90%，摄区边界南北覆盖必须在像幅的30%以上，航线收尾位置需要根据超出摄区所在图幅边界外设置1条基线，架次间重叠保证在5条基线以上；（3）为了满足公路勘察项目设计、勘测要求，需要提高高程精度，使用大比例尺外业作业模式，其比例高于1∶1000；（4）相片地面分辨率是0.075m，最大要控制在0.12m。其次，技术人员需要明确航高，在使用数码微单相机拍摄的过程中，相机焦距是15mm，影像地面分辨率是0.064m，数字航空摄影地面分辨率直接关系着飞行高度，通过计算得到地面分辨率是0.075m，无人机需要飞行到250m的相对航高进行拍摄，确保航摄精度满足要求。最后，在无人机外业测绘过程中，技术人员需要明确技术要求、航高，根据重叠率使用专业软件设计飞行航线，航线设计内容主要是飞行路线、定点拍照位置，技术人员还需要将设计航线输入无人机自动驾驶系统中，利用GPS进行导航，根据设计航线飞行，并在固定位置拍照。现阶段，数码相机在不断普及，现代航测软件算法有所更新，与传统的航测系统相比，无人机照相系统不需要云台进行辅助，在后期处理过程中可以纠正相片。并且，在地面位置布设相应的像控点，每张航片必须有3个以上的像控点，最终获取的数据主要是航片、对应航片位置信息、像控点的三维坐标。

2.3无人机航空飞行线路的科学设计

通过实际调查发现，大多数的工程测量项目，在进行航空飞行拍摄过程中，都会借助多台无人机设备同时拍摄，为了更好地促使多台无人机同步飞行拍摄，首先，必须保证无人机拍摄画面具备较高的准确度；其次，对于在同一空间范围内的多台无人机，要谨防飞行过程出现碰撞等事故，因此做好事先的飞行航线设计工作不容忽视。在无人机航空飞行线路设计过程中，还要考虑到无人机不能长时间的飞行，从无人机飞行时长出发确定好合理的飞行线路。与此同时，需要多台无人机同步进行拍摄飞行时，工作人员还需要重点把控好线路交叉部分的设计工作，促使无人机航空拍摄工作高质量的进行。

2.4应用于空中三角测量

空中三角测量作为建筑工程项目测量工作中的重要工作内容之一，需要通过图像测量解析等方式对某一区域内的元素和数据进行确定。但传统的空中三角测量技术操作较为复杂，需要大量的技术支持才能开展，这样一来便增加了成本的投入。但使用无人机测绘技术进行空中三教测量便能有效改善这一现象。无人机测绘技术能够对图像和数据进行自动处理与匹配，并对区域内的连接点进行测试，让连接点的分布更为合理。并在此基础上确定区域内的元素情况，提升了建筑工程项目测量工作的效率。

2.5工程测量区域场外控制点的设置与运行

在工程测量应用无人机航空摄影测量技术过程当中，为了最终能得到高质量的拍摄结果，在实际拍摄测量时，相关工作人员必须对相控点进行科学的布设。首先，工作人员应该从实际测量范围的现场情况出发，最大限度地保证测量结果的精准性。其次，引导工作人员能够基于外控点现状之上，构建完善的立体建模。与此同时，在无人机进行航空拍摄过程中，主要由场外技术工作人员进行整个飞行拍摄工作，那么为了能够提高无人机航空拍摄的质量以及效率，身为该项环节的工作人员，就必须具备专业的操作技术。

2.6应用于倾斜摄影测量

倾斜摄影测量工作主要在建筑工程项目即将竣工时进行测量，使用无人机测绘技术能够快速的获取建筑工地的竣工地形图、相关数据与测量图纸等信息，为三维建模提供更为真实的数据与建筑物表面纹理，提高了测量的精准度。为即将到来的验收工作提供更为直观和全面的信息，确保相关工作人员的审核工作能够顺利进行。

2.7应用无人机获取影像资料

在使用无人机测绘技术进行工程测量之前，应当提前规划好无人机的飞行路线、设备检查等，确保无人机能够正常飞行并获取相关的工程测量数据。相关技术人员也应当提前考察飞行环境、气流等自然因素，避免出现风力过大、气流过大等情况对无人机飞行造成不利影响，使无人机测绘数据出现偏差。只有确保无人机飞行状态的良好，才能确保测量数据的精准性。影像资料的精准度得到保障，便会使整个工程项目的效率大大提升。

结语

为了保证测绘行业的可持续发展，技术人员需要引进无人机技术，不仅要明确无人机技术的优势，还需要强化自身的无人机操作技术水平，掌握无人机技术的测绘原理、注意事项，实现无人机技术在测绘中的充分应用，这样才能够获取准确的测绘结果，确保后续工作的有序进行，为测绘行业的持续、稳定发展提供保障。

参考文献：

[1]段云飞,杨跃文,阿茹娜.无人机遥感技术在测绘工程中的有效应用[J].工程建设与设计,2020(4):252-253.

[2]江世会.无人机测绘技术在建筑工程测量中的应用分析[J].电子测试,2019(12):122-123.