無人機航拍技術在工程測量測繪中的應用

馬林鵬

摘 要：在工程建設中，對測量測繪技術的要求越來越高，人們對工程測量測繪數據的精準行提出了更高的要求，并且開始選擇無人機航拍技術對其進行測量測繪無人機航拍技術在很大程度上提高了工程測量測繪的精密性，從根本上保證了工程測量測繪數據的可靠性。本文就無人機航拍技術在工程測量測繪中的應用展開了討論。

關鍵詞：無人機航拍技術；工程測量測繪；應用

隨著科學技術的發展和攝影機的改革，無人機航拍逐漸興起，尤其是隨著飛控核心技術的逐漸成熟，為無人飛行器提供了安全可靠的飛行保障。運用無人機航拍有成本低廉、攜帶操作簡便、實際應用較靈活的優點，將其應用在工程測量測繪中，有利于提升工程測量測繪的質量。

1. 無人機航拍技術的優勢

對于無人機測繪來說，是一種運用在地形測繪上的新興技術，且在實際運用中存在著資金耗費較小、勘查反饋能力高，時間相對較短等特點。尤其是在一些環境比較復雜工程中也可以實現靈活有效的運用。將無人機航拍技術運用到工程測量測繪中不僅可以完成傳統的航攝任務，同時也可以涉及到全新的領域中。這一技術設備體積相對較小，其結構上也比較簡單，造成流程十分便捷，有著傳統拍攝中所不能比擬的優勢。第一，大飛機對起降場所的要求相對較高，而無人機則實現了就地起降，這樣也就節省了一定的路程。第二，大飛機在開展相關工作的過程中很容易受到自然環境等因素的影響，所以對天氣有著極為嚴格的要求。但是對于無人機來說，對自然環境的要求相對較高，距離地面的高度也可以實現自行控制，這樣也就可以更加準確的獲取到相關的資料。

2. 無人機航拍技術系統組成

2.1 遙感信息采集系統

遙感信息采集系統主要包括以下方面：（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。無人機遙感測繪系統包括兩大部分，分別是遙感信息采集系統，遙感信息處理系統。（2）地面監控系統。全向天線、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，不同的環節解密結合相互關聯，技術工作人員可以操作地面監控軟件，相關的數據進行科學的設定，包括導航模式的選擇、相機曝光、基本飛行參數的設置、航線規劃輸入；還有勘查數據的輸出和上傳，以及突發條件下報警設置等。實際操作中將機載飛控系統和數據鏈開展鏈接，飛行過程中的實際信息和數據就可以隨時傳遞，更加方便操作。（3）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，其具體的工作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、陀螺等飛行器平臺的具體工作狀態變化，通過這種工作流程實現無人機的數字化監控，基礎實現定點信息采集任務。

2.2 遙感信息處理系統

遙感信息處理系統主要包括以下三個方面：第一，遙感像片處理。遙感像片處理主要是對相機檢定參數以及航攝規范表等數據文件進行整合處理。第二，空中三角測量。空中三角測量是遙感信息處理系統的關鍵，它是指通過一定的流程，形成三維立體模型，并生成核線影像。第三，三維建模系統。通過三維建模系統，實現虛擬地形地物的可視化，進而獲得具體信息。

3. 無人機航拍技術在工程測量測繪中的應用

在工程測量中應用無人機航空攝影技術，首先應當劃定測量范圍和區域，并明確飛機的起飛、降落位置與空間準備，從而確保后續的測量工作能夠順利開展，并取得清晰準確的測量成果。

3.1航線和測量范圍的規劃

從目前的情況來看，現代的無人飛行的最長時間能夠達到 60min，將飛行過程中的起飛和降落時間排除，整個拍攝過程的時間大約在 50min左右。在航測過程中要對該問題進行充分考慮，避免航測期間，導致無人飛機能源耗盡，從而出現墜機的惡性事故。為了對拍攝時間進行合理控制，在作業過程中，可以對航線進行合理規劃，從而確保作業的和順利進行，避免各種安全事故的發生。此外，為了保證無人機航空測量工作的全面性，要對工程全境測繪區域進行合理規劃。可以從空中俯瞰，依據具體情況，將測繪區域劃分為兩邊等距、長條狀取區域，然后在四個角上設置相應的標志，依據飛機飛行的實際時間、飛行速度、行距等各項內容，完成對航拍作業流程的合理設計，從而確保航拍工作的順利進行。

3.2建立測量區域控制網

建立測量區域控制網的目的是進一步精細化測量測繪工作。以某市的電力工程無人機航空攝影測量為例，依據測量所獲得地圖的大小，建立相應規模的控制網，并在該控制網的區域中，設置GPS 坐標點，以此建立三維坐標系，便于采用坐標的方式，表述該區域中各個點的方位，從而為后期的數據處理提供便利。而在此過程中，還需要注意核對坐標、路線計算的準確性，從而提高工作質量。

3.3體系化的相片控制

普遍狀況下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。在布置像控點時，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、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。

4. 無人機航拍技術在工程測量測繪中的意義

4.1降低生產成本

無人機在使用過程中資金投入量比較小，勘查過程中反饋能力好，時間消耗少，方便不同地區的轉換應用。無人機不用建立專業的起降場地，需要的操作人員少，因此節省了生產投入。

4.2工作效率更高

無人機在低空航攝的過程中不僅反應快速，而且具有機動性、靈活性的特點，對起降場地要求不高，在安裝以及調試方面還有作業的效率上都具有非常大的優勢，能夠在特定的局域性還有突發性事件以及天氣不好的環境下進行影像的拍攝，在時間比較緊張、測繪任務比較重的情況下使用無人機的低空航攝測量技術，能夠在比較短的時間內實現影像數據的獲取，為地震、山體滑坡、森林火災等突發事件提供測繪應急保障。

4.3數據更準確

高分辨率影像獲取是無人機航拍技術的一個特點，低空無人機作業幾乎不受云層影響，并且離地面的高度可以自行控制，方便獲取更加詳細高分辨度的影像資料。工作人員可以靈活控制無人機的速度，將航速控制在最優化范圍內，對于突發狀況可以進行變通，得到更加準確的信息資料。通過無線傳輸方式，航攝數據可及時有效地傳播到地面設備上，通過軟件處理可形成準確的正攝影像數據成果。

5.結束語

由于無人機航拍技術主要依賴于無人機來實現，所以，一定對無人機進行嚴格的質量要求和技術要求，進而實現無人家的多角度航拍，能夠準確的對每一個測量區域進行準確的拍攝和分析，無論是地域較小，還是地域較廣的地方，都逃不過無人機的“眼睛”。現代無人機航拍技術較傳統航拍技術而言，具有較強的優勢，并且能夠為整個工程測繪降低測量成本，進而提升整個工程的經濟效益。

參考文獻：

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