无人机航摄在工程测量测绘中的应用

无人机航摄在工程测量测绘中的应用

王晓慧

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摘要：近年来，在现代工程建设领域高速发展的背景下，工程建设水平全面提升，各项施工技术得以创新。尤其是在测绘技术方面，多项新型测绘技术开始应用，其中无人机航摄技术具有良好的应用效果。无人机航摄技术以无人机为载体，装配有高清摄影设备，可以获取更多的测量测绘信息，从而为工程建设提供支持，有效推动工程建设水平提升。因此，将对无人机航摄在工程测量测绘中的应用方面进行深入地研究与分析，并结合实践经验总结一些措施，希望可以对相关工程有所帮助。

关键词：无人机航摄；工程测量测绘；应用

引言

在现代工程测量领域中，对于测绘技术的要求不断提高。传统测量测绘技术效率较低，且测绘结果准确性无法得到保障，已经难以满足工程测绘需求，所以需要加强对传统测绘技术的创新，在此背景下无人机航摄技术得到广泛的应用。相比于传统测绘技术而言，无人机航测技术可以实现高空测量，所搭载的高清摄影设备可以获取清晰的图像，从而获取更多工程需要的测绘信息，为工程建设方案设计提供基础数据，对于工程建设行业具有重要的意义。所以，如何掌握无人机航测技术的应用要点是重中之重。

1无人机航摄测量技术的基本概念

无人机航摄测量技术是指利用无人机进行航空摄影，在摄影过程中掌握摄影器材的镜头焦距、畸变、相机姿态等信息，从而根据这些信息进行空间重建，获取精确的地理空间信息，从而达到航摄测量的目的。无人机航摄测量技术是现代测量技术的一种创新和发展，具有良好的应用前景。无人机航摄测量技术的基本原理是利用相机的几何模型和数学模型，将空间物体的三维坐标与其在数码图像或胶片上所对应的像点之间建立几何关系，进而推算出物体在空间中的具体位置、形状、大小等情况。无人机航摄测量技术的基本组成部分为飞行平台、载荷、地面站和数据处理系统，其中飞行平台是由无人机飞行器、遥控器和电子设备等组成，其主要负责进行摄影、采集数据。载荷是指航摄摄影机、GNSS等测量传感器，负责实现空中摄影和数据采集 ；地面站是指调度、控制和管理无人机的设备和操作人员，负责管理和调度飞行任务 ；数据处理系统是指将采集的数据通过计算机进行处理，得到所需的摄影测量数据和地理信息。

2无人机航摄测量技术在工程测绘中的应用优势分析

2.1航摄效率高

无人机遥感系统具有较高的航摄效率，其监控平台起到控制作用，实现针对性航拍，对指定区域数据进行重点获取，对于影像不符合标准的会进行现场重新航拍。无人机遥感系统设备具有体积小、机动、灵活的特点，因此经地面遥控可实现影像高效采集，并且不需要专门设定跑道用作起降，对于天气和空域限制带来的影响较小。此外，无人机还可以抵达载人飞行器无法到达的空域或危险地区。

2.2影像分辨率高

无人机遥感技术所配备的高分辨率数码转换器以及数据处理器，实现了定距及定时拍照的目标，并且能够获取真彩色数字影像，成图与实测误差已经满足1：500 的地形图测量规范要求，从而使工程测量到的数据信息的分辨率得以保证，目前已实现无人机拍摄影片的分辨率达 0.1 ～ 0.5 米范围。

2.3数据处理速度快

无人机遥感系统利用无线信息传输技术，可以快速地将测得的数据传送到接收设备上，经过专业化的处理形成所需要的测绘信息。其具有影像数据处理速度快，现势性强的优势。例如某国产软件 Pips 实现了自动化处理航空影像数据以及低空无人机影像数据，完成了从空中三角测量到各种比例尺（DEM、DOM、DLG等）的测绘产品的生产任务。尤其在测绘领域中利用高性能计算机显著提升了数据处理速度。

3无人机航摄在工程测量测绘中的具体应用

3.1无人机航摄的应用设计

在采用无人机航摄技术进行测量时，需要做好前期设计工作，为后续测量工作奠定基础。无人机航摄测量技术是一种高精度、高效率的测量方式，其在不同项目中的应用也有所不同。在进行前期设计时，需要明确项目的实际需求，根据需求来确定测量参数。比如在对桥梁工程进行测绘时，需要考虑桥梁的长度、宽度、高度等参数，同时还需要确定摄像机的安装位置和拍摄角度，以确保测量数据的准确性和可靠性。在测绘工作开展前，需要结合工程项目实际情况，制定科学的飞行计划，飞行计划需要考虑无人机的飞行高度、速度、路线和拍摄方式等因素，在进行飞行计划的制定时，需要充分考虑飞行区域的地形地貌和飞行环境的条件，以保证飞行的安全性和数据的可用性 ；摄像机是无人机航摄测量技术的核心部分，对测量数据的准确性和精度有着至关重要的影响。

3.2测量区域控制网的设置

控制网是指在实地测量中通过测量方法和联合加密操作，获取一组空间高精度坐标的点集，并按照设定要求相互挂接、确定各点在空间中的位置关系的水平基准框架，为综合测量提供完整且统一的坐标系统，能够为无人机航摄提供高精度的坐标基准，保证后续数据的精度。首先，在控制点的选择方面，控制点是控制网的核心，对其选择的质量和数量要求比较高，控制点需要根据无人机航摄的规划和具体测区的特点，合理地选择不同类型的控制点，通常包括经纬仪控制点、高程控制点、植被控制点等控制点。控制点需要根据实际情况进行调整，并应注意分布密度 ；其次，在控制网布设过程中，控制点之间的联系通过具体测量方法和技术实现，在该过程中，需要尽可能地减少各种误差，使每个控制点的精度能够得到有效保障，且为方便后期处理，应采用真正的无偏测量。

3.3无人机航空飞行路线设计

首先，在项目前期准备中，在设计无人机航空飞行路线之前，需要明确项目的测量目标和要求。根据工程项目的特点和测量需求，确定无人机飞行的区域范围、测量精度要求以及需要获取的数据类型，包括数字高程模型、正射影像等。在飞行路线设计过程中，需要对项目区域内的空中障碍物进行分析和评估，通过获取相关地理数据和航空图像，识别并标注出建筑物、树木、电线杆等障碍物的位置和高度信息，以避免无人机飞行过程中的碰撞风险 ；其次，在飞行路线设计中，根据测量区域的形状和大小，设计合理的飞行航线，常用的飞行航线规划方法包括正方形航线、螺旋状航线、网格状航线等，航线的设置应尽量覆盖整个测量区域，

3.4测量数据处理

在控制点布设、测量完成后，需要做好测量数据处理工作，采用科学的处理方法，确保测量数据处理的全面性。首先，无人机航摄图像数据处理需要建立数学模型，能够对图像进行几何纠正和配准，使图像坐标能够转换为地理坐标。建立数学模型需要考虑影响因素，如摄影机的参数、平台位置姿态参数等，并采用已知控制点方法的控制测量，确定图像与地面或地图的相对位置关系。常用的数学模型有直接线性变换。

结语

综上所述，无人机航拍技术作为一种新型技术，被广泛应用于现代测绘工程测量工作中。通过科学、合理运用该项技术，能够最大限度提高测绘工程测量工作的质量与效率，相比传统的航拍测量技术，无人机航拍测量技术更加迅速、准确、灵活性更好、成本更低、安全性更高，充分保障了测绘测量的精确度，推动整个行业的稳定与可持续发展。基于这些优点，无人机航摄技术在今后工程测量中会得到更加广泛的应用。

参考文献

[1] 王艳红 . 无人机遥感测绘技术在工程测量中的应用分析 [J].地矿测绘 , 2021, 4(6):51-52.

[2] 陈大臣 , 冯博深 . 无人机航空摄影测量在河道带状地形中的应用 [J]. 华东科技（综合）, 2021, (1):352-353.