無人機測繪技術的工程應用研究

王雪

摘要：近幾十年我國的工程建設行業獲得了很大的成就。現代工程建設中的測繪工作具有十分重要的意義，測繪工作的高效準確性是保證質量的前提。傳統的技術已經不能跟上測繪工作進步的速度，當下無人機測繪的工作形式已經被大范圍的應用，本文對于在工程測繪中應用無人機技術進行了分析，供相關人士參考。

關鍵詞：無人機技術；測繪；工程；應用

近年來我國的科技應用領域發展迅速，展現出良好的趨勢。伴隨科技技術不斷發展和進步，原本專業性較強的工程測繪工作成為了人類身邊的一種藝術，無人機航拍測繪技術受到了廣泛的關注和重視。其相關技術可以提升工程測繪工作的準確度，輔助工作人員獲取更可靠清晰的數據來源，是未來工程測量工作中必不可少的輔助工具。

1 無人機測繪技術概述

無人機技術包括飛行器平臺技術、傳感器系統集成技術、通信技術、遙感技術、以及定位系統技術，是多種現代化技術手段的結合運用。該技術目前越來越多的被應用在地理信息測繪和工程測量當中，最大的特點是智能化設計、自動化程度高、執行效率可觀。已實現同步更新、刷新實際的勘查信息與地理空間資料，為用戶提供了最科學最及時的信息來源。

2 無人機測繪技術的優越性

無人機測繪是遙感領域用于地形測繪的新興技術，在使用過程中資金投入量比較小，勘查過程中反饋能力好，工作效率高，使用維護便捷。這種技術設備體積比較小，結構緊湊，在復雜的工程測繪環境中可以更靈活的適應，在地面的工作人員應用人工遙控器進行控制，在地面工作站即可以實現自主飛行拍攝。對比過去的大飛機搭載攝像機航拍作業對起降場地的苛刻要求，無人機已經實現了小范圍垂直起降，并且省去了很多的空中無用的航程。此外，高度控制的便捷性使得其較易獲取設定分辨度的圖像資料。

3 無人機航拍技術的系統組成

3.1 遙感信息采集系統

3.1.1 無人機遙感平臺

航測遙感技術利用無人機裝載航空數碼相機，并采用 IMU（慣性測量）/GPS（全球定位系統）技術而進行導航的航空攝影，適于低空飛行的航測遙感技術是我國在遙感技術基礎上發展起來的新型技術，其優勢在于可以快速、精準、高效地獲取地理信息數據。

3.1.2 飛行控制系統

無人機飛行控制的關鍵內容就是飛行控制系統，內容包括對定位系統導航開展科學的利用，進一步達到信號定位，實時的掌握加速度計、陀螺等傳感器的輸出參數，通過數字化監控，實現設定范圍內點、線、面的信息采集任務。

3.1.3 地面監控系統

天線、監控軟件、供電系統、便攜式計算機幾部分系統構成了地面監控系統，技術工作人員可以操作地面監控軟件，對相關的數據進行適應性設定及實時控制，包括導航模式的選擇、相機曝光參數、基本飛行參數、航線規劃、勘查數據的輸出和上傳，以及飛行器任務平臺的健康管理設置等。

3.2 遙感信息處理系統

3.2.1 遙感像片處理

遙感像片處理最突出的功能是對相關數據文件的整合處理，處理的內容包括任務航攝規范表、相機檢定參數等。在整合數據工作完成后將勘查照片按照規定要求進行處理，主要有航帶的整理、質量監測、照片的預處理、照片的并行更正等等。運用合理的操作流程處理出正確的圖片文件作為最后的應用數據，方便后期的使用。

3.2.2 空中三角測量系統

遙感信息處理系統運行過程中，空中三角測量系統有著極其重要的位置，是系統運行的關鍵環節，具體工作內容包括將初步規劃好的航帶列表合理科學的融合，將相間的相互關系正確的認定；對影像進行內定向，經過影像間連接點的布局、像控點量測、平差計算進行自動空三加密，構成完整全面的三維立體模型，最后實現模型定向及生成核線影像。

3.2.3 三維建模系統

三維建模系統的應用可以實現地圖形的推斷，求出具體的相關信息，實現三維虛擬地形地物的可視化，工作人員直接感受到具體的區域環境或者是設計方案，加快方案設計分析設定，實現共同交流，優化方案選擇。現有的軟件包括 ArcGIS、Civil3D、TerrainCAD 等等。

4 無人機航拍在工程測繪中的應用

4.1 對航線進行有效的規劃

具體工作開展前必須進行合理的航線規劃，規劃研究內容包括相機參數、地形地貌特征、作業范圍、精度等要求。該環節十分重要，其對于后期遙感信息采集工作開展提供重要的技術數據支持。

4.2 體系化的相控點布置

在無人機飛行的過程當中，經常會遇到飛行區域不規則的狀況，因此，做好像控點的布置就顯得十分重要。在布置向控點時，應當充分結合區域的具體狀況，并按照區域網進行有效布點，區域網的大小和像控點之間的跨度應綜合考慮成圖精度、地面分辯率、產品用途、地形特點等多種因素，以能夠滿足空中三角測量精度為原則，進行優化設計。

5 實際應用分析

5.1 地圖形測繪

根據實際的要求標準控制好無人機工作中的比例尺寸，相機拍攝的分辨率，重疊率等等。具體的圖片成像后，可以先進行矢量化的處理，在通過實際的比較控制正確性，在此基礎上確定全部的坐標和測繪。

5.2體積計算的測量應用

無人機航拍技術本身靈活性高，計算精確，安全可靠，經濟節約，可以大力引用在測繪工作當中，還對應用在資源開發，農林監測估產，體積測量當中，于我國的城市建設和管理效率有很重要的作用。無人機航拍技術的應用可以大幅度減少因為認可度造成的糾紛問題。為體積計算測量工作帶來了極大的方便。

5.3 土石方測量

在無人機飛行的時候具有固定的高度，通過對于高度的計算可以得出一定的軌跡，軌跡研究可以推算出高程值，應用現代化的三維軟件技術就可以得到土石方量。

6 結語

順應時代的發展需求，傳統的工程測繪方法必將被取代，當下必須加大無人機航拍技術應用的重視度。該項技術的應用是進步發展的需要，可以更快的提升測繪工作效率，是實現高效工作的保證。未來的工程測繪工作必將大量的使用該項技術，迎來發展的新時代。

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