无人机航测技术在工程测绘中的应用探究

2021-11-29吴晓军

魅力中国 2021年39期

吴晓军

（江苏拓嘉工程设计研究院有限公司，江苏南京 211100）

在传统测绘工作模式下，工程测绘人员往往以大型飞机作为载体进行航空摄影测量，此方式虽然可以取得相关的测绘数据，但此方式由于使用技术要求高、资金投入大等因素，使得航测技术在工程测绘中的推广应用受到诸多限制。而在科技发展支持下，无人机的出现，为航测技术的发展及广泛应用提供了技术支持，凭借无人机的灵动机动特点，使得数据采集和工程测绘获得新手段，对工程测绘事业的发展起到了良好的促进作用。鉴于此，基于工程测绘事业发展角度考虑，本文深入研究“无人机航测技术在工程测绘中的应用”具有显著意义和实践指导价值。

一、工程测绘中无人机的应用特点概述

在工程测绘中，无人机的使用展示出诸多优势特点，总结包括以下几个方面：

（1）操作简单。无人机在应用期间，不需要驾驶人员直接操作，而是通过远程控制方式进行操作。在科技发展支持下，无人机整体机身和结构更小，且更加科学合理，这使得其在使用期间的降落和起飞操作，无需考虑场地条件。不仅如此，在无人机使用期间，可以自动适应风向变化，降低了设备振动问题的出现概率，从而减少了数据采集误差[1]。另外，在工程测绘中应用无人机，只需要预先设定飞行路线，后结合测绘实际情况进行路线修正即可。若在无人机航测中出现问题，无人机系统可自动进行判断和处理，并继续进行有效测量。

（2）精准度高。在工程测绘中，无人机航测技术的有效使用，可以充分发挥无人机数据采集优势来提高采集数据的精准度。同时，在无人机航测技术支持下，工程测绘工作难度大幅度下降，既可以节约大量的数据分析和操作时间，又可以提高影像质量，大幅度提升无人机航测数据精度[2]。另外，无人机系统凭借低空遥感模式，可以对地理信息进行低空状态下的勘测，实现低空数据的精准采集，并可以完成高空数据的采集，使得无人机航测技术应用的适应性较高，可以推广应用在工程测绘中。

（3）成本投入低。在工程测绘中使用无人机航测技术，可以在短时间内完成起飞和降落操作，且在数据采集效率较高。同时，在无人机造价方面，相比传统大型飞机而言，具有显著的经济性优势[3]。不仅如此，无人机测量系统在安装和维护方面的成本较低，使得无人机航测成本大幅度下降。除此之外，无人机航测技术应用对工程测绘人员的要求不高，相关测绘人员只需要进行简单地学习即可掌握无人机操控要点和方法，原因在于无人机软件程序操作难度不大，且具有较高的自动化、智能化水平[4]。

（4）数据处理效率高。在工程测绘中应用无人机航测技术，可以快速获得工程区域的各项信息，并且具有较高的分辨率。由此可见，无人机航测技术应用在工程测绘中，既可以提高工程数据信息采集效率，又可以大幅度提升工程数据采集质量。另外，在工程测绘过程中，一旦出现突发性状况，若技术手段效率不高，则会影响工程测绘效率，甚至给工程测绘带来一定的损失[5]。而无人机航测技术的应用，可以避免此问题的发生，原因在于无人机航测具有高效性，即使发生突发性状况，也可以及时地反馈，便于相关测绘工作人员及时落实相关措施进行纠正，确保工程测绘数据效率和质量。

二、无人机航测技术在工程测绘中的应用路程及具体应用分析

（一）无人机航测技术应用流程

在工程测绘中，无人机航测技术应用需要严格按照流程进行规范作业，才能确保无人机航测技术应用效果，大幅度提升工程测绘质量和效率。关于无人机航测技术应用路程，具体如下：

（1）检查校正设备。在无人机航测技术应用在工程测绘之前，应全面了解无人机使用要点。在实践中，相关人员应系统、全面检查无人机性能，是否存在损坏、异常等情况，随后要检查摄影设备，校正数据采集器的实际精准度，为后续采集高清晰的图像提供支持。另外，在工程测绘时，为保障无人机测绘工作有序进行，应充分了解测量地点的环境状况，明确整体环境是否有利于无人机飞行，且要避免不良天气条件下进行测绘作业[6]。

（2）规划航线。航测规划是无人机航测中的一个关键环节，要求重点关注无人机飞行高度和速度，确保无人机始终在宜飞环境中飞行。在此过程中，为确保无人机航测数据结果的精准度和有效性，相关人员应重点关注设备获得画面的清晰程度，并考虑不同片区之间的高差，避免无人机航测中与其他物体碰撞而导致设备损坏，并影响工程测绘作业的持续性。除此之外，在无人机航测过程中，为确保无人机航测作业的安全性和精准度，要求相关人员在实践操作中，严格按照既定具体流程进行操作，降低采集数据不准确问题的出现概率。

（3）布设控制点。在工程测绘中应用无人机航测技术，应以实际情况为依据进行布设控制点，且要在整个测量区域进行合理分布。针对不同地点，往往要采取定点测量方式，确定间隔多少米来设置一个数据采集点，并以测绘区域实际情况作为根据，科学合理地确定采集点的数据。在实践中，可考虑将测绘工程划分为多个部分，若测绘工程中出现了山谷、高原等多种地形地貌，应结合无人机航测要求来进行合理规划，确保控制点的科学合理性，继而才能最大程度减少地形影响而产生的数据采集误差。另外，在数据采集点确定时，可以引进自动化方式，增强定点测量作业的专业性。通常而言，在暴雨、沙尘暴等恶劣天气环境中，无人机航测工作质量往往会受到负面影响，难以确保测绘数据的精准度。

（4）数据整理。在无人机航测作业完成之后，应导出采集数据，并进行数据预览操作，从中选择与工程测绘要求相符的数据。在此过程中，相关测绘工作人员应了解不同地形的实际比例尺，并进行必要的比例尺核对操作，同时要科学处理影像数据与航拍位置等。不仅如此，测绘工作人员在实践中，还要结合之前确定的控制点布置位置，确定新建项目，针对目标点建立相应的坐标图。除此之外，测绘工作人员还要借助于专业软件完成工程实际位置和数据之间的整理与匹配作业，细致规划和处理设计参数，据此建立科学合理的坐标体系，并通过绘图制图、颜色修正、图像编辑等方式呈现航测结果。

（二）无人机航测技术的具体应用

如前所述，在工程测绘中应用无人机航测技术，具有显著的技术优势，但要严格按照规范流程进行作业，才能保障工程测绘质量和效率。因此，为在工程测绘中更好地体现无人机航测技术的应用价值，需全面了解无人机航测技术的具体应用，具体如下：

（1）获取影像资料。在工程测绘中，无人机航测技术的应用需要充分考虑工程区域的地貌地形条件，随后结合无人机航测要求来选择适宜的飞行平台，确保平台选择的科学性和合理性，为无人机航测作业提供支持。相比传统测绘技术而言，无人机航测技术在影像资料获取方面，具有一定的区别，原因在于无人机在飞行中，虽然旋偏角较大，但像幅较小，这使得无人机在获取影像资料时，可以采取空中三角技术修复和纠正拍摄，这样即可大量减少拍摄漏洞，确保了影像资料的完整性。另外，在无人机获取影像资料时，可以辅助运用转弯缓冲技术、延迟拍摄补偿技术等，以此保障无人机航测获取的影像资料的完整性和有效性。

（2）采集测绘数据。在测绘数据采集时，往往采取人工操作和自动操作相结合的方式进行数据采集，随后结合技术形式的不同完成不合格测绘数据信息的清除工作。这样一来，工程测绘数据信息的精准度将大幅度提升，且可以根据测绘数据和结果，对痛单一模型进行定向操作，即根据无人机具体航线进行定向分析，随后根据航测数据进行航线方向正确与否的判断，若无人机航线发生偏离问题，应在纠正的基础上进行航测，以此确保无人机航测数据和结果的精准度。

（3）数据处理。在工程测绘中，针对数据处理问题，无人机航测技术与传统模式存在一定的差异性。无人机在飞行过程中，由于旋偏角、俯仰角都偏大，使得影像重叠度呈现对比增加趋势，使得测绘影像出现变形问题。因此，为提高测绘影像质量，在无人机航测系统中搭载装配变焦镜头的数码相机。在实践操作中，相关测绘工作人员应先标定变焦镜头，随后对标定结果进行综合分析，最终找出相机中不同焦段参数、变参数和焦距之间的内在联系，并找到快速标定变焦和改正畸形的方式，进而才能充分发挥数码相机变焦功能作用，大幅度提升无人机航测效果，为获得高质量的工程测绘数据提供保障。