测绘工程中无人机摄影测量技术应用

测绘工程中无人机摄影测量技术应用

李明祥

 昌吉回族自治州国土资源规划研究院  新疆自治区昌吉市   831100

摘要：工程测量是土木工程、建筑工程和其他工程项目中的重要环节，它涉及数据采集、测算和数据处理等环节。无人机测绘技术是近年来在工程测量中快速发展的一种先进技术。无人机测绘技术结合了无人机的优势，可以高效、精确地获取大范围的地理空间信息，为工程测量提供了新的技术手段和方法。随着无人机技术的不断发展和普及，无人机测绘技术在工程测量中的应用越来越广泛。

关键词：测绘工程；无人机摄影测量技术；应用

现阶段，随着新兴技术的不断演进，无人机遥感技术被越发应用于更为广阔的领域，例如地质勘测、工程建设等方面，并在其中起到数据采集、信息传递，图像模拟等多项功能，凭借其多方面的优势，可以在一定程度上取代人工操作，减轻人力成本，提高作业效率，为后续各领域及建筑工程领域在技术方面的创新提供服务。

1 测绘工程中无人机摄影测量技术的优势

1.1 具备较强的环境适应能力

和以往工作中应用的航测设备相比，无人机的技术优势更为显著。首先，该设备的运行体积小，便于工作人员独立操作，不需要配备专业的机场进行升降管理，只要确保飞行区域地面的平整即可。其次，该设备可以实现对各种恶劣气候的有效适应，对于环境和温度条件要求较低，由于该技术的应用可以实现广泛范围的数据采集，所以在工作期间，工作人员也能随时在平台帮助下实现对无人机测量数据的控制，甚至按照不同测量计划和要求进行飞行线路调整等等。

1.2 无人机遥感技术具有低投入、高回报的优势

与传统的工程测量手段相比，无人机遥感技术的投入，能够提升工程监测效率，且其投入成本低，在实际的工程建设工作中，无人机遥感技术结合GPS导航技术可以保障工程建设数据的精准度。再者，无人机遥感技术可以在一定程度上取代传统工程建设中的定向拐点测量操作，节约了时间成本的同时，可以有效保障工程建设的安全性。

1.3 图像清晰精度高

相比于采用传统方式进行地形图测绘工作，无人机倾斜摄影采用多个相机独立拍摄，且配合我国北斗导航系统的应用，成像效果好，定位精度准确，可以构建高精度测绘模型，十分适合城市等密集建筑区域的地形图测绘工作。

2 测绘工程中无人机摄影测量技术应用的挑战

2.1 设备成本高的挑战

无人机测绘技术在工程测量中的应用具有广泛的前景，可以大大提高测绘效率和精度。然而，无人机测绘设备的成本一直是制约其在工程测量中推广应用的一个重要因素。无人机本身的造价较高，加上航迹规划、数据处理等配套软硬件设备的投入，使得整套无人机测绘系统的成本较高。

2.2 数据处理复杂的挑战

无人机测绘技术在工程测量中产生的数据量庞大，处理过程也比较复杂。传统的数据处理方法往往需要大量的人力和时间，且容易出现误差和不一致。因此，数据处理的复杂性成为了无人机测绘技术应用中的另一个挑战。

2.3 隐私与安全问题的挑战

无人机测绘技术的发展也带来了隐私与安全问题。在无人机测绘过程中，往往会涉及到一些敏感信息和隐私数据，如个人住所、商业机密等。此外，无人机测绘设备的使用也可能对航空安全和个人安全造成威胁，例如，无人机被黑客入侵操控或被用作恶意攻击。

3 测绘工程中无人机摄影测量技术应用

3.1 辅助进场策划

项目进场施工前，需要进行精细地踏勘工作，根据现场的实际条件决定施工方案和顺序，并对大型临建设施进行规划。应用高清无人机航测成果能够减少烦杂的现场踏勘工作，结合软件对大型临建进行选址和规划，能够对现场展开三维勘查以及平面实景规划，可以快速地进行工程量计算，完成方案的经济性比选。规划好的临建结果可以在图中直接查询和记录坐标，现场测量放样更加便捷，使得大型临建规划活动更加合理高效。项目内大型临建钢筋加工场、临时便道以及施工生活区的规划受限于场地空间条件，在选址和场地规划方面，利用影像成果实现更直观地布置，减少了施工期间的相互影响以及二次改造。

3.2 测绘数据的采集

首先，需要规划无人机的飞行计划。这包括确定需要测绘的区域、飞行高度、飞行速度和航线等参数。飞行计划的制定通常使用专门的飞行规划软件完成。选择合适的无人机，并搭载适当的传感器和相机。传感器可以包括多光谱相机、红外热像仪、激光雷达等，根据具体测绘任务来选择。确保无人机的电池电量充足，并进行设备的校准和测试。按照飞行计划，在预定的时间和地点启动无人机。飞行过程中，无人机会按照预定的航线和高度进行飞行，并激活相应的传感器进行数据采集。无人机传感器会实时记录采集的数据，包括图像、激光点云、红外图像等。这些数据通常会存储在无人机的内存中，同时还可以通过遥控器或地面站进行监控。一旦飞行完成，采集的数据需要进行后处理。这包括数据的处理、校正和拼接。例如，将不同角度和位置拍摄的图像拼接成全景图像，或将激光雷达数据点云处理成数字地形模型。处理后的数据可以进行进一步的分析，根据测绘任务的需要进行数据提取和解译。这可能包括土地利用分类、体积测算、建筑物检测、地形分析等。生成最终的测绘报告或地图产品，以满足工程测量的需求。报告中通常包括数据、图像、分析结果和建议。保存原始和处理后的数据以备将来参考，以确保数据的安全性和可追溯性。

3.3 机载激光雷达技术

机载激光雷达技术主要应用于工程建设中的测距操作。通常情况下，工程建设人员会在飞行器上加载可控激光仪器，利用光的反射及散射原理，通过激光波长扫描勘测区域内的标的物，确定标的物的精确位置，并完成扫描工作。另外，机载激光雷达技术融合IMF和GPS技术可以更快、更高效的对标的物进行扫描，并以高分辨率模式传输数据信息到控制平台，为工程技术人员提供清晰、准确的数据和图象信息，方便技术人员识别标的物的三维坐标，并进一步的通过数字化模拟技术形成建模数据。其次，机载激光雷达技术操作周期短，时效性高，且具备在扫描过程中不受行高限制的特征，现阶段，在工程建设高空勘测作业中运用极为广泛。

3.4 野外地形拍摄

外业航飞主要指的是在多旋翼无人机飞行平台中搭配5镜头相机完成多架次的航测，经过从多种的角度进行拍摄地面影像，得到建筑的侧面文理数据，获得可靠的高清的原始数码影像、照片拍摄点空间位置以及姿态信息，结合相机的畸变参数，运用空三软件完成匹配、平差和拼接等工作，最终得出能够满足标准需求的数字正射影像图DOM，数字高程模型DEM等数据，再运用倾斜三维建模系统完成三维实景重现。值得注意的是，在开展野外飞行作业中，测量技术人员应该制定出完整的计划，保证飞行路线，之后在完成试飞，并且还要对飞行过程中产生的不可控因素造成的问题进行分析，并制定出解决方案。野外拍摄的关键是获得目标去准确的地理信息数据，无人机能够在复杂的野外环境下进行拍摄，同时将测绘的精度控制在理想的范围内，如果使用传统的测绘方法，投入的人力资源非常大，而且获得的测绘数据精度并不高，测绘的周期较长。

4 结束语

总而言之，无人机技术的迅猛发展使其成为一种在工程测量中广泛应用的新工具，随着无人机硬件和软件的不断改进，它们在工程测量中的应用已经变得更加容易和实用。现代工程测量需要更高的精度和效率，以满足复杂工程项目的要求，传统测量方法可能耗时费力，而无人机测绘技术可以更迅速、精确地获取地理空间数据。

参考文献：

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[2]胡云峰.测绘工程中无人机摄影测量技术应用分析[J].城市建设理论研究(电子版),2022,(24):121-123.

[3]关杰良.无人机摄影测量技术在测绘工程中的应用[J].江西建材,2022,(03):68-69+72.