无人机在测绘工程中的应用探讨

无人机在测绘工程中的应用探讨

张仁程

浙江 宁波 宁波市天一测绘设计研究有限公司  315140

摘要：测绘工程在社会发展中发挥着非常重要的作用，将无人机技术应用到测绘工程中，能够发挥出巨大的优势。无人机本身的操作十分灵活，适应能力强，可以实现对于工程测绘数据信息的快速获取，为工程项目的建设提供指导，也可以促进测绘工作人员的技术水平的提升。

关键词：无人机；测绘工程；应用

1 无人机测绘的原理

无人机测绘系统可以分为硬件和软件2部分。硬件部分包括了无人机、动力供给系统、电源调节装置以及高清摄像头等；软件部分则包括飞行器操作系统、无人机控制系统、遥感系统和图像处理软件等。无人机测绘的基本原理是，由地面控制站依照具体的测绘需求和实际工况，选择恰当的无人机并制定无人机航线，做好无人机姿态稳定控制、飞行轨迹控制和任务管理控制等，设计出最为间接的飞行航线，借助无人机上搭载的传感器和高清摄像机，实现对地物的测量绘制。

2 无人机测绘的优点

2.1 响应速度快

借助无人机进行测绘时，无人机一般采用的都是低空飞行，本身对起落场地要求较低，起飞所需的准备时间短，而且受天气因素影响较小，能够有效节约测量时间。同时，无人机一般都会搭配相应的车载系统，可以通过输入任务来获取相应的测绘结果。而在面对突发性自然灾害时，应急部门需要依照最新的地形数据信息来制订应急方案，借助无人机，能够实现对灾区地质环境的快速测量，也可以将测绘数据通过无线传输的方式，及时回馈给应急部门，使得应急工作人员在进行灾害应对和处理时，具备更快的响应速度。

2.2 测量范围广

传统人工测绘需要工作人员携带各种各样的测绘仪器进行实地测量，而因为测量环境的影响，测量的范围相对较小。无人机测绘能够对这一问题进行解决，实施测绘工作时，可以同时使用多台无人机，依照不同测绘环境，在不同高度进行测量，不仅测绘工作效率高，测绘数据精度更准确，而且测绘的范围更广。无人机测绘还可以借助光谱实现对于数据的有效分析处理，获取大范围区域的监测信息，也可以借助三维仿真模拟技术，在与数据库信息进行对照的情况下，将监测得到的信息展示出来，以此来促进测绘质量的提高。

2.3 测绘成本低

一些大型项目在规划过程中，很容易受到周边环境因素的影响，不仅测绘工作的范围较大，需要测绘的内容也十分繁杂，如果沿用传统人工实地测绘的方式，会导致人工成本的增大，出现超出项目投资预算的情况，对项目开发的经济性和安全性产生影响。借助无人机测绘技术，一天就可以完成数十平方千米的测绘，而且能够保证数据的完整性和准确性，在提高测绘效率的同时，能够降低人工成本的消耗，也可以就测量设备的损耗进行有效控制。

2.4 测绘时效强

传统测绘工作需要手动输入数据，在对数据进行汇总整理后，将数据传递给设计部门，但这样会导致数据传递的滞后性，严重时可能对项目的开发效率产生影响。与之相比，无人机测绘能够实现信息的有效联动，而且可以在实施测绘工作的同时，借助无线网络，将得到的各种数据信息传输给设计部门，设计部门可以依照现场地质环境，做好复测工作，也可以对获得的测绘信息进行分析和校准工作，避免出现信息遗漏的问题。

3 无人机在测绘工程中的应用

无人机在测绘工程中的应用一般体现在以下几个方面：

1)数据采集。

无人机可以依照预先设定好的航线来对相关数据进行收集，技术人员需要根据测绘区域和飞行安全进行管理，借助定位系统来对无人机进行精确定位，准确获取相应的坐标系统，确保测绘工作的高效实施。测绘资料获取后，需要通过二次检测来对数据质量进行检验，确保数据的完整性和准确性，以此来促进测绘工作效率和质量的提高。

2)图像采集。

无人机可以在测绘过程中进行影像的拍摄，借助三维建模等技术来对图像进行加工处理。若测绘过程中，遇到不符合要求的数据，系统会自动对其进行处理，拍摄过程中相机可以通过自动变焦的方式来获取清晰度更高的图像。本文结合具体案例，对无人机在测绘工程中的应用进行分析和讨论。

某矿区测绘中，矿区本身属于山间盆地地形，最大海拔高度1 051.86m，海拔最低点为800m，整个矿区地势复杂，植被茂盛且以林木和灌木为主，道路交通条件差，网络信号差，从保证测绘工作质量的角度，使用无人机进行测绘工作。

3.1 像控标记点设置

在对矿区进行测绘时，需要依照区域的形状、面积和地形条件等，确定无人机飞行路线，这里依照自东向西的顺序，设置9条航线，无人机飞行高度为1 100m，将分辨率设置为0.16m，借助GPS飞行控制系统实现对像控标志点的实时控制。依照矿山测绘条件，选择地势平坦且方便影像识别的区域，像控标记点的设置可以使用石灰粉，设置圆圈等醒目的标志。从该项目的具体情况分析，最终选择的比例为1∶2000，在整个测区内，均匀设置10个像控标志点。

3.2 测绘数据获取

参考当地测绘机构建立起的CORS网，对数据进行获取和修正，选择1985国家高程基准，快眼Ⅱ型无人机，考虑工程的实际情况，在无人机上配置佳能EOS 5DS数码相机，该相机的像素较高，能够获得比较清晰的图片。借助无人机遥感技术的应用，测绘信息呈现为瓦片形式，对照该信息能够完成正射影像数据的切割工作，然后在百度地图等地图软件中浏览。无人机在数据采集方面有着较好的优势，在运用测量技术、摄影技术、遥感技术等先进技术的情况下，能够获取完善的数据影像，利用空三算法的拼接矫正功能，能够切实保证测绘信息的合理性和准确性，优化区域网中的相关信息，继而输出标准化的数据格式。

3.3 测绘数据处理

该项目测量区域植被茂盛，无人机测绘得到的点云数据为高层数据，需要做好数据滤波，去除影响测量数据中的点云。可以使用Lidar Model模板实现滤波操作，将点云数据转化成网格数据，配合Raster软件获得测区地面模型。

3.4 测绘结果分析

从保证工程质量的角度，需要对测绘结果精度进行检查，检测点应该遍布整个测绘区域，在均匀分布的同时，具备一定的代表性。对照测绘结果分析，测绘区域内无人机测绘像控点平面误差和高程误差分别小于0.05m和0.2m，检查点平面误差小于0.3m，能够满足地形图精度的要求。

4结语

总而言之，无人机在工程测绘领域发挥着重要作用，能够显著提高测绘效率，降低测绘成本，应该得到测绘人员的重视和推广，通过对无人机测绘技术的合理应用，保证工程测绘的效果。

参考文献

[1]李光.探讨无人机遥感技术在测绘工程测量中的应用[J].居舍，2020(16):175-176.

[2]杜德娟.浅析无人机在地形测绘工程中的应用[J].居舍，2020(8):57-58.