无人机遥感技术在测绘工程测量中的应用

2021-01-04芦钟海

中国金属通报 2020年13期

芦钟海

（江苏省地矿局第二地质大队，江苏常州 213000）

1 测绘工程中无人机遥感测量技术的实践意义

遥感和摄影测量是现阶段基坑测量工程中常用的监测技术，与传统测量手段相比，在一定程度上不仅确保了测量数据的精准度，与此同时也保证了工程建设的安全性、稳定性和合理性，最终为预期建设作业目标的达成奠定了良好基础。经大量调研数据分析可知，三维遥感和近景摄影是近年来建筑企业为改善当前地质勘查作业现状而研发的一种现代化技术手段，将其应用到测绘工程监测作业中，通过对比多维度数据显示了细节特征，确保了监测数据的精准度；通过以立体角度对地质对象实况进行观察，可帮助施工单位获取作业的相关信息；通过将监测数据也空间点相对应，在实现数据科学化处理的基础上为后期施工作业的顺利开展奠定了良好基础[1]。

在信息化产业时代背景下，无人机摄影测量技术作为一种现代化测量技术手段，是以无人机为飞行平台，以高分辨率数码相机为传感器，通过控制无人机来获取相关数据。与传统遥感摄影技术相比，无人机遥感不仅改善了摄影对于天气较强的依赖性，此外还简化了任务手续、降低了测绘成本、缩短了测量周期，机动性强、维护操作简便以及低空分辨率高是其显著优势，由此被广泛应用于城市规划和项目建设中。就目前来看，在现阶段无人机遥感摄影技术广泛应用的新市场经济常态下，数据处理的高效便捷性也是低空无人机航拍摄影技术的主要应用优势，具体而言其数据处理流程如下。（图1）[2]。

2 无人机遥感技术在测绘工程中的实践应用

2.1 准备相关资料来处理数据

在测绘工程监测作业过程中，由于基坑作业的复杂度，因此为确保遥感技术应用效益的最大化发挥，基层产业机构和相关部门在具体操作过程前，需搜集和整理工程项目涉及的各项数据资料，为后期各项作业的顺利开展奠定良好基础。在对数据进行处理时，为确保数据处理的准确性、科学性和有效性，相关部门工作人员再具体操作时，需做好如下工作，即一方面通过扫描各种不同类型的图纸获得矢量化数据，并根据具体情况完成相应赋值；另一方面在转化矢量数据时，工作人员需对矢量数据格式进行统一化调整，由此在妥善处理投影变换和拓扑关系的基础上，建立精准地遥感模型[3]。

图1 无人机数据处理工作流程

2.2 做好地质建模提高监测精准度

在当前测绘作业过程中，由于受地质、地形的影响，遥感技术在应用过程中其监测数据或多或少都将受到一定影响，而为有效解决上述问题，基层产业机构和相关部门需在结合当地地质相关资料的基础上，做好地质建模工作，以此在妥善处理监测过程中各种问题的同时，进一步提升工程监测数据的精准度和可靠性，最终为三维数据库的建立和完善奠定良好基础。在测绘过程中，遥感技术在应用过程中国会产生大量数据，为此要想确保数据处理的精准度，相关部门需对不同软件进行合理化应用，由此在合理切换各项数据信息格式的基础上，为最终监测数据的准确获得打下坚实基础。

3 无人机遥感测量技术在测绘工程中的实践应用

3.1 无人机平台与载荷

在信息化产业时代背景下，“互联网+”技术的广泛应用，在提高矿山作业质量和效率的基础上，将其应用于矿山信息采集中，从某方面而言在规避各类设备安全事故发生的同时，也极大地降低了企业运行风险，最终为企业可持续发展目标的实现奠定了良好基础。就目前来看，在矿区线状地物测量中，低空无人机摄影测量技术的不断发展和广泛应用，为预期作业目标的达成创造了良好条件，与此同时与传统测量技术相比，低空无人机测量技术在具体应用时，固定翼和多旋翼平台的使用，有效地补充了传统摄影测量技术应用的不足，此外由于大疆无人机的卓越性能，在进行应用时基层产业机构和相关部门需根据具体测绘作业要求，需选择合适的平台和载荷，以此确保测量作业的有效性。

3.2 航线设计与规划

在低空无人机测量技术应用过程中，航线设计与规划的科学性、合理性和有效性与否，在很大程度上对测量数据的精准度具有重要影响，故此在使用低空无人机测量技术时，相关部门需经现场踏勘后参照低空数字航空摄影规范确定重叠度，而后在参照矿区线状地物的整体分布特征，对低空无人机的起落点和航线方向进行合理化设计，以此在确保测量数据精准度的基础上，为后期数据的合理化应用奠定良好基础。

3.3 辅助数据的获取

简单来讲，所谓的“辅助数据”其实就是外业工作时布设地面控制点和检核点，在采矿作业过程中，辅助数据的精准度与否，对采矿作业质量和效益而言具有重要影响。在进行辅助数据采集过程中，为保证采集作业的有效开展，确保数据的准确性，基层产业机构在使用低空无人机测量技术时，测量工作人员需在综合考虑矿区线状地物整体分布特征的基础上，将地面控制点均匀布设到指定位置。

3.4 数据的处理

在低空无人机测量技术应用过程中，数据处理工作对测量技术应用成效具有直接影响，而随着近年来测量技术应用范围的不断扩大，为确保信息处理的有效性和科学性，在对数据进行处理时，为从根本上提高处理质量和处理精准度，工作人员可采取运动回复结构算法，并通过将其与计算机视觉与摄影测量学原理相结合，从而确保低空无人机测量技术在使用时，即使缺少相机检校参数和飞行姿态信息，也能建立较为精准的三维模型来校正数据，满足后期工程的制图要求。经大量调研数据分析可知，在进行矿山开采作业过程中，测绘数据的精准度从某方面而言不仅与工程开采质量和开采效率息息相关，与此同时更与国家整体发展存在一定的内在联系，而要想推动国家和社会的可持续发展，在低空无人机测量技术应用过程中对测绘制图精准度进行系统化剖析是极为必要的。

3.5 测绘中的具体应用

就目前来看，在进行测绘工程监测过程中，其监测内容主要包括环境监测、维护结构监测以及支撑结构监测等，监测数据的精准度对于后期工程施工作业以及整体工程施工质量和施工效益而言具有重要影响，故此为达到预期施工目标，在应用摄影监测技术时相关工作人员需做好如下工作，即：

其一，合理设置监测基准点。在摄影监测技术应用过程中，通过上述分析可知，基坑变形问题的存在在一定程度上对测绘质量和监测效率而言具有极为不利的影响，在具体应用过程中为保证技术应用效益的最大化发挥，基层产业机构和相关主管部门工作人员需合理设置监测基准点。通常来讲，在基准点设置过程中，为便于工作人员进行监测和拍摄，监测点通常设置成一条直线，与此同时为提高测量精度，在基准点埋设过程中，基层产业机构和相关部门工作人员需将对中装置与基准点共同进行埋设，并且埋设过程中的误差值控制在0.1mm 中。除此之外，在摄影监测技术使用过程中，为降低监测工作人员的工作强度，在日常监测时工作人员可将摄影检测机器至于观测墩上，而为了确保监测数据的精准度，观测墩在进行浇筑时，需将其设置在基坑一侧，与连线近似平行处；

其二，合理设置变形监测点。在进行变形监测点设置过程中，其位置设置的科学性、合理性与否，在很大程度上对监测数据结果的精准度具有重要影响，而近年来随着测绘作业量的持续增加，为提高检测结果的精准度，变形监测点在设置时，除了保证监测点在同一直线以及均匀分部外，也可以采用强制对中墩提高测量精度。除此之外，在进行变形点监测设置过程中，为了确保设置的合理化、科学性，监测部门的工作人员在将觇板安装在变形监测点后，在拍照前先采用TCA2003 瞄准棱镜，保证摄影基线不变的情况下，然后在分析移动量，得到监测点的水平位移，以此来保证监测数据结果的准确性。