浅谈无人机航拍技术在工程测量测绘中的应用

浅谈无人机航拍技术在工程测量测绘中的应用

王平论

安徽省第四测绘院，安徽省合肥市蜀山区， 230000

摘要：无人机航拍技术作为一种高新技术手段，在工程测量与测绘中应用，不仅能够有效提升工程测量与测绘的精确度，实现更加准确与可靠的数据结果获取，而且其测量设备的灵活性也比较高，在实际测量中的应用十分广泛，作用优势较为显著，是未来工程测量测绘领域的一项重要技术手段。

关键词：无人机航拍技术；工程测量测绘；有效应用

1 无人机航拍技术及其原理分析

无人机航拍技术包含无人机与航拍两个不同领域的技术内容，它是随着无人机航空技术与航拍摄影技术的不断发展、成熟，逐渐在各个行业领域中应用实现，并对有关行业的发展起到十分积极的推动作用的一种技术形式。当前，在工程测量测绘中，通过对无人机航拍技术的应用，能够从俯视角度实现更加复杂环境中的测量对象观测与分析，从而促进人们对测量对象的全面了解和认识。无人机航拍技术主要是由无人机航拍系统与无人机航拍的操作机构两个部分组成，其中，无人机航拍系统中则包含了无人飞行器以及导航飞控系统、动力装置、摄像机、电气系统、增稳云台等等。无人机航拍技术的测量应用，是通过将无人飞行器作为载体，在进行GNSS导航与MU定姿模块选择基础上，利用具有较高分辨率的数字相机在高空进行地面事物的全面拍摄，对拍摄获取的图像资料则利用计算机软件进行有效处理和分析，从而满足有关工程的测量与测绘需求。其中，无人机航拍技术在上述测量分析过程中，是通过上述测量分析的原理和过程，实现无人机航测系统的快速形成，从而为具体测量与测绘分析提供有力的支持。与传统的航测技术相比，无人机航拍技术进行测量应用的效率更高，并且其飞行成本也相对较低。

2 无人机航拍技术在测绘领域的优势

（1）监测效率高。如果使用无人机航拍技术开展测量测绘工作时遇到了突发应急事件，工作人员可以根据实际情况扩大无人机航拍监测范围，生成监测区域内的图像数据，以便工作人员及时进行实时监测数据的分析和对比。（2）应用范围更加广泛。无人机航拍技术的普及和应用不仅实现了对高空间、大范围实时监测的目的，而且可以开展低空间与小面积区域的精准监测，保证了监测数据的精准性。工作人员在开展测量测绘工作时，可以合理利用多光谱分析技术获取大面积监测范围内的各种监测数据和信息，保证了被监测区域数据信息的完整性。然后通过三维仿真模拟的方式将被监测区域的实际情况完整地展示出来，为相关部门决策提供数据参考。（3）测绘数据处理效率大幅度提升。与传统的高分辨卫星影像相比，无人机航拍摄像具有分辨率较高的特点，利用无人机航拍技术，工作人员可以迅速完成数据的采集和整理工作。（4）周期性更强。无人机航拍技术与GIS、遥感应用系统的有机结合，不仅保证了测量工作的有序开展，而且满足了测绘工作的周期性和综合性要求，促进了测量测绘工作效率的稳步提高。

3 无人机航拍技术在工程测量测绘中的应用

3.1 规划航线与测量范围

在工程测量测绘前，应对航线与测量范围进行合理的规划，在无人机飞行过程中，应严格控制无人机航拍时间，一般应在50min以内，超过这个时间范围，有可能会发生坠机等事故的发生。所以这就要在有效的时间内，制定合理的任务计划，提高航拍的工作效率，尽量在最短的时间内完成航空拍摄任务。同时还应针对工程全境测绘区域，根据具体的需求，进行合理的规划，应将其划分为长条状、等距的区域，并采用相应标志，分别设置在区域的四个角上，进而设计整个航拍的流程，在设计过程中，还应充分考虑无人机飞行的相关因素，包括飞行速度、飞行时间以及航距等等，以此保证航拍流程设计的科学性以及合理性。

3.2 建立测量区域控制网

为了能将测量测绘工作进一步细化，需要建立测量区域控制网。以前，某市的电力工程中曾用到了无人机航空摄影测量技术。首先需要根据测量得到地图的规格建立规模与之相当的控制网，并在该控制网的涵盖范围内设置好GPS坐标点，以此为依据建立三维坐标系，将该区域中各个点的方位用坐标系内的坐标点表示出来，从而降低后期的数据处理的复杂度。在这个过程中必须要注意的是核对好各点的坐标，确保无人机航路的正确合理，从而提高航拍的效率。

3.3 开展外业航摄

建立相应的测量区域控制网后，就可以根据规划的航摄路线，利用控制网络开展相应的外业航摄作业。值得注意的是，进行外业航摄作业开展中，还要根据测量现场的实际地形与测量条件，对本次测量的区域进行精确后，围绕无人机外业航摄的风向以及起飞点与降落点设置、具体航摄路线规划等内容进行分析，从而做好充分的无人机航线规划，并按照具体飞行计划与航线标准进行外业航摄作业开展。其中，无人机外业航摄过程中，对其航向的重叠度与旁向重叠度均应控制为80%，从而有效满足工程测量测绘的实际需求，确保其飞行路线设计合理。无人机飞行与航摄作业开展中，需要对无人机机体进行拼装，并进行无人机航摄的弹射架安装，然后将设置好的飞行信息输入到对应的系统中，即可进行起飞作业。其中，无人机航摄作业开展中，数据传输系统作为其航拍实施的重要支持系统，能够在无人机航拍作业中对无人机的操控以及跟踪定位、信息传输等进行有效支持。无人机起飞并进入到启动巡航模式后，即按照前期设定的飞行航摄路线进行作业开展，期间，需要无人机操控人员对其飞行状态以及周围环境等情况进行全面观察，一旦出现异常后，应及时通过人工操作干预，对无人机航拍进行合理控制；无人机航拍结束后，则会按照设定的路线飞回降落点，在确认降落区域无异常的情况下，即可进行降落，并进行无人机检查，完成外业航摄任务。

3.4 无人机航拍影像数据处理

首先，纠正影像比例，即CCD、畸变系数、β。其与影响坐标最大的区别在于，相机坐标测量要求工作人员必须严格按照要求矫正影像畸变。其次，切实做好DEM正影像数据的匹配工作。由于测量测绘地区的地表DEM模型是保证DOM实现的基础。工作人员应该必须借助DEM模型实施正射投影，才能保证DOM的顺利实现。如果站在技术层面分析的话，大多数工程测量测绘单位在开展测量测绘工作时都倾向于借助PixelGrid软件的自动数据采集、多模型匹配等功能，为测量测绘地区DEM点位的设置提供技术支持。因此，工作人员在开展工程测量测绘工作时，应该以测量测绘区域为单位，建立正射影像，才能确保测量测绘区域内生成全部正射影像，为后续测量测绘工作的开展奠定坚实的基础。

4 结束语

总之，无人机航拍技术是通过对多种信息技术与科学手段的集成应用实现的一种新技术，随着无人机航拍的技术体系不断成熟，在有效控制和降低无人机航拍技术在实际应用中的缺陷和不足的同时，也会促进该技术在各行业领域与工程实践中的更进一步应用，从而为工程测量测绘分析提供更有利的技术支撑，提高工程测量测绘的质量和效率。因此，对无人机航拍技术在工程测量测绘中的应用进行研究，以促进其技术手段的不断优化和改进，具有十分积极的作用和意义，应予以重视。

参考文献：

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