浅谈无人机技术在工程测量中的应用

浅谈无人机技术在工程测量中的应用

戴勇

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        摘要：传统大型飞机为载体的航空摄影测量，由于资金投入、技术要求均较高，一定程度上限制了航测技术的应用，难以满足小区域影像数据快速更新的基本要求。轻小型无人机载体以其灵活机动的优点，为现代数据采集与工程测量，提供了新的手段，极大推动了测绘产业的快速发展。现如今，在测量工作中，无人机技术已经成为了一项重要的航测技术，因此，分析和探究无人机技术在工程测量中的应用也具有重要的现实意义。

        关键词：无人机技术；工程测量；应用导言

       工程测量是工程建设中的重要组成部分，只有做好工程测量工作，才能对工程建设的质量进行有效的保证。随着科技的进步以及行业水平的提高，传统的测量技术已经难以适应如今工程测量工作的需求，而新兴的无人机航拍技术凭借着自身的优越性，得到了越来越广泛的应用。

       1无人机技术概述

        无人机是指通过无线电遥控设备或者机载计算机程控系统进行操作的不载人飞行器。无人机技术中涉及到诸多先进的技术内容，包括遥感传感器技术、通讯技术、遥感应技术、遥测遥控技术等，其可以实现自动化、智能化、快速化获取数据信息。该技术目前被应用在地理信息测量和工程测量当中，最大的特点是非常智能、自动化程度高、专业技术水准也较高，是我国专业技术人员研究工作的重点，也是遥感技术发展重要目标。

     2无人机技术的优点

       （1）无人机遥感技术能有效实现快速响应。无人机系统运输具有便利化特征，加之操作时间较短且应用过程较为便利，就能快速到达指定的测定区域，并且其实际的机载高精度遥感载荷控制时长能维持在1~2h之间。（2）无人机遥感技术的自主性较好，能有效建立完整的分析和数据整合控制体系。无人机能按照预定飞行航线实现自主性飞行以及拍摄操作，并且航线的控制精度较高，一般而言，飞行高度能达到50~4000m之间，高度的控制精度也能维持在10m以上。另外，无人机的速度范围能在70~160km/h之间，有效实现平稳飞行，整体遥感任务处理效果较好。（3）无人机遥感技术体系的操作效能较好且操作性较为便利，能有效进行实时性测定和分析，无论是飞行操作自动化还是智能化水平都较高，并且借助故障自动诊断和显示功能就能提升知识的应用和操作效能，维护管理工作的基本水平。值得一提的是，若是在实际测量过程中出现了故障问题，设备能自动返航起点上空并且实现盘旋等待。

3 无人机航测技术在工程测量中的应用流程
　　3.1 无人机航测的外业流程
　　无人机航测技术的外业流程主要是对工程进行像控点布设，然后进行航线规划，最后进行航测作业。首先在对工程进行像控点布设时，因工程所处的地势比较复杂，传统的测量技术外业难度大，人员投入多，且周期长，采取无人机航测技术时，优势就突现出来了。先利用网络RTKCORS技术的在测区范围内布设一定密度的高级别控制点，根据工程的具体情况决定控制点的数量。其次，进行航线规划，根据工程的具体情况、无人机的飞行高度和相关数据对无人机航测的路线进行合理的规划，在航测过程中，还需要注意无人机飞行的速度、画面的清晰度、飞行的高度和每个片区的高差等等，因为工程的整个线路里程比较长，因此在设置飞行高度要合理，飞行高度选择原则必须避开测区内及临近的最高建筑物，在此基础上增加20m为宜，既保证了作业安全又保证了相片的清晰度，将预定规划好的航线并导入无人机飞控系统，并且保证在宽阔净空良好的地区进行操作，提高无人机航测过程中的安全性和准确性。

3.2 无人机航测的内业处理
　　无人机航测的内业处理主要包括数据准备和数据解算。在数据准备的阶段过程中，将无人机航测的数据导出来。然后对航拍的位置和影像数据进行相关的处理，调整整个航向和旁向的倾斜角等等工作，最后对航测的数据进行整理，根据之前的控点布设，对工程中的具体坐标进行确定。在数据解算阶段过程中，需要在工程新建的项目环节中，导出无人机航测的相关数据，并根据数据建立位置的具体坐标图，从而与工程的实际位置进行相匹配；然后对相应的参数设计进行严格的处理和规划，根据控制点的位置选择合适的坐标体系，最终完成DOM数据处理。

        4无人机技术在工程测量中的应用要点

        4.1航线规划和测量范围的明确
        无人机航拍技术用于工程测量作业活动时，为确保航拍质量，作业人员应基于无人机飞机的飞机时间、飞行高度等方面的限制，进行无人机飞行航线的规划工作。其具体内容为：无人机航拍作业进行相应的工程测量作业活动时，作业人员应事先对无人机进行相应的航线规划，确保无人机单次航拍作业活动得以保质保量的完成。与此同时，受到无人机单次航拍作业活动的时间限制，为了确保无人机单次航空拍摄的视频质量，作业人员会进行无人机单次航拍作业时间的约束，以至于无人机单次航拍区域范围也具有一定的局限性，这样一种情形下，为确保整个工程区域范围内测量工作的全面开展实施，作业人员同时应明确无人机单次航拍作业活动的作业范围。无人机航拍技术的实际应用过程中，为尽可能降低作业活动的开展次数，同时又在很大程度上保障整个工程测量任务的顺利有效实施，常见的测量范围规划举措为：实际施工作业活动开展的过程中，作业人员将需要开展工程测量的区域范围划分为多个两边等距的长条形区域，同时在每个长条形区域的四个角落处放置特定的标志物，进而结合作业仪器设备的飞行路线、飞行时间等进行科学有效的工程测量航线规划。

        4.2测量区域控制网的建立健全
        在工程测量工作中，无人机技术的应用发挥着重要的作用和意义，其可以有效提高航测的质量和效率，为测量工作带来了巨大的便利和支持。而为了更好地提高测量工作水平，在无人机航测过程中，还需要建立测量区域控制网，这样能够便于将测量测量工作进一步细化。比如在无人机航测过程中，需要根据测量所得到的地图规格建立规模与其相当的控制网，同时在控制网涵盖范围内设置好相应的GPS坐标点，根据坐标点可以建立起测量区域内的三维坐标系，这样一来就可以有效提高测量工作的数据处理效率。另外，在无人机应用过程中，还可以利用POS系统辅助空中三角测量。POS系统的应用可以更加准确的获取航摄仪曝光时刻的外方位元素，这对于提高空三测量精度具有重要的作用。在建立测量区域控制网过程中，需要核对好各个坐标点，并确保无人机的科学、正确操作，以此来有效提高航测的效率和质量。
         5结束语
       传统的技术已经不能跟上测量工作进步的速度，当下无人机航拍工作形式已经被大范围的应用，工程建设中的测量工作具有十分重要的意义。该项技术的应用是进步发展的需要，其可以更快的提升测量工作效率，是实现高效工作的保证，未来的工程测量工作必将大量的使用该项技术，迎来发展的新时代。
        参考文献
        [1]曹广义.无人机在测量工程中应用探讨[J].科学技术创新,2018(23): 26-27.

[2]毕凯.轻小型无人机航摄技术现状及发展趋势[J].测量通报.2015.