利用无人机航测技术精确计算土石方工程量的方法探讨

利用无人机航测技术精确计算土石方工程量的方法探讨

崔尚贵

内蒙古有色地质矿业（集团）物探勘查有限责任公司010010

摘要：本文探讨了利用无人机航测技术精确计算土石方工程量的方法。通过对无人机航测技术的原理、应用现状及其在土石方工程量计算中的优势进行详细分析，本文指出了传统方法的不足，并提出了具体的改进措施。研究结果表明，无人机航测技术在提高数据获取效率、精度和安全性方面具有显著优势，有助于提升土石方工程管理的整体水平。本文进一步探讨了该技术在实际应用中的效果，并展望了未来的发展方向。研究表明，无人机航测技术在土石方工程中的应用前景广阔，具有重要的实践意义。

关键词：无人机航测、土石方工程量、精确计算、技术应用、工程管理

引言

在土石方工程中，工程量的精确计算对于项目的成本控制和工程进度管理具有重要意义。传统的测量方法由于受限于人力、时间和自然条件等因素，常常难以满足高效、精确和安全的要求。近年来，无人机航测技术凭借其快速、精确、灵活和安全的特点，逐渐在工程测量领域中崭露头角。该技术通过搭载高精度摄像设备，能够在短时间内获取大范围、高分辨率的影像数据，并利用专业软件进行处理和分析，从而实现土石方工程量的精确计算。本文旨在探讨无人机航测技术在土石方工程量计算中的应用方法及其优势，分析目前存在的问题，并提出改进措施和未来发展方向，以期为工程管理提供科学依据和技术支持。

一、无人机航测技术在土石方工程量计算中的应用现状

无人机航测技术作为现代工程测量技术的重要组成部分，已经在土石方工程量计算中得到了广泛应用。这项技术的核心在于通过搭载高分辨率摄像头和激光雷达等设备的无人机，快速获取大范围的地形和地貌数据。这些数据通过专业软件进行处理和分析，能够生成精确的三维地形模型，从而实现土石方工程量的精确计算。无人机航测技术的应用原理主要包括数据采集、数据处理和结果分析三个阶段。在数据采集阶段，无人机通过预先设定的飞行路线，按照一定的航拍参数，快速完成大范围区域的影像采集。高分辨率的影像数据能够详细记录地形特征和土石方分布情况，为后续的计算提供基础数据。

在数据处理阶段，利用专业的软件对采集到的影像数据进行拼接、校正和处理，生成高精度的数字高程模型（DEM）和正射影像图（DOM）。这些模型和图像能够真实反映地形变化和土石方工程量的分布情况【1】。在结果分析阶段，通过进一步的计算和分析，生成土石方工程量报告，为工程管理和决策提供依据。无人机航测技术在土石方工程中的优势是显而易见的。无人机能够快速获取大范围的高分辨率影像数据，大大提高了数据采集效率。相比传统的人工测量和地面测绘方法，无人机航测不仅节省了时间和人力成本，还能够在复杂地形和危险环境中安全作业。利用无人机航测技术生成的三维地形模型和数字高程模型，能够提供比传统方法更高的精度和细节，确保土石方工程量计算的准确性。

无人机航测技术的灵活性和机动性使其能够适应不同的工程需求和地形条件，为工程管理提供了更为灵活和高效的解决方案。无人机航测技术在土石方工程量计算中的应用案例越来越多。例如，在大型基础设施建设项目中，无人机航测技术被广泛用于开挖土石方工程的量算和进度监控。通过定期航拍和数据分析，能够及时掌握工程进展情况，确保工程按计划推进。在矿山开采和修复工程中，无人机航测技术也发挥了重要作用，帮助准确计算开采量和恢复量，提供科学的决策依据。此外，在城市建设和环保工程中，无人机航测技术同样得到了有效应用，为工程规划和管理提供了重要的数据支持。

二、传统土石方工程量计算方法的不足

传统方法的数据获取效率较低。人工测量需要工程人员亲自到现场进行数据采集，这不仅耗时耗力，而且在地形复杂或危险环境下，存在较大的安全风险。此外，人工测量的覆盖范围有限，对于大面积的土石方工程，难以在短时间内获取全面的数据。而地面测绘虽然在一定程度上提高了效率，但仍然需要大量的前期准备和后期处理，无法满足现代工程对数据获取效率的高要求。传统方法的计算精度问题突出。

人工测量和地面测绘的精度受多种因素影响，如测量工具的精度、操作人员的专业水平、天气和环境条件等。这些因素的叠加，导致了测量数据的误差累积，从而影响了土石方工程量计算的准确性【2】。尤其是在大型工程项目中，误差的积累可能会导致严重的工程预算和进度管理问题。传统方法在数据处理和分析方面的局限性也较为明显。人工测量和地面测绘获得的数据通常需要经过复杂的计算和分析过程，才能得出土石方工程量。

这不仅增加了工作量和处理时间，而且容易出现人为错误，进一步降低了计算的准确性和可靠性。相比之下，无人机航测技术通过自动化的数据处理和分析，能够大大提高计算的效率和精度。传统的土石方工程量计算方法在数据获取效率、计算精度和数据处理方面都存在较大不足。随着工程项目规模和复杂性的不断增加，这些不足越来越难以满足现代工程管理的需求。因此，亟需一种更为高效、精确和安全的技术手段来替代传统方法，以提高土石方工程管理的整体水平。

三、无人机航测技术的改进措施与实际效果

在提高数据获取效率方面，无人机航测技术提供了一系列行之有效的改进措施。无人机通过预先设定的飞行路线和航拍参数，能够在短时间内完成大范围区域的影像采集。相比传统的人工测量和地面测绘，无人机航测不仅节省了时间和人力成本，还能够在复杂地形和危险环境中安全作业。这种高效的数据获取方式，不仅提高了数据采集的效率，还确保了数据的全面性和连续性。

在提升计算精度方面，无人机航测技术通过搭载高分辨率摄像头和激光雷达等设备，能够获取详细的地形特征和土石方分布情况。这些高精度的影像数据经过专业软件处理后，生成的三维地形模型和数字高程模型能够真实反映地形变化和土石方工程量的分布情况【3】。相比传统方法，无人机航测技术在数据精度和细节呈现方面具有显著优势，确保了土石方工程量计算的准确性。无人机航测技术在实际应用中的效果得到了广泛验证。例如，在大型基础设施建设项目中，无人机航测技术被广泛用于开挖土石方工程的量算和进度监控。通过定期航拍和数据分析，能够及时掌握工程进展情况，确保工程按计划推进。

在矿山开采和修复工程中，无人机航测技术也发挥了重要作用，帮助准确计算开采量和恢复量，提供科学的决策依据。此外，在城市建设和环保工程中，无人机航测技术同样得到了有效应用，为工程规划和管理提供了重要的数据支持。通过这些改进措施，无人机航测技术在土石方工程管理中的应用效果得到了显著提升。高效的数据获取和精确的计算结果，不仅提高了工程管理的效率和精度，还为工程决策提供了重要的科学依据。这些实际应用案例表明，无人机航测技术在土石方工程中的应用前景广阔，具有重要的实践意义。

结语

无人机航测技术在土石方工程量计算中的应用，显著提升了数据获取的效率和计算的精度。通过高效的数据采集和精确的三维地形建模，无人机航测技术不仅解决了传统方法的诸多不足，还为工程管理和决策提供了科学依据。本文详细探讨了无人机航测技术的原理、应用现状及其优势，并提出了具体的改进措施和实际应用效果。研究表明，无人机航测技术在土石方工程中的应用前景广阔，未来随着技术的不断发展和应用范围的扩大，其在工程管理中的重要性将进一步凸显。

参考文献

[1] 郭永帅.利用扩展卡尔曼滤波对无人机进行在线辨识[J/OL].齐齐哈尔大学学报(自然科学版),2024,(04):1-6[2024-07-01].

[2] 喻正辉,胡斌,马景豪.关于利用无人机检验起重机械金属结构的探讨[J].特种设备安全技术,2024,(03):53-54.

[3] 陈晓轩,徐家利.利用缝合线拼接无人机影像的方法[J].地理空间信息,2024,22(05):49-52.