测绘工程中如何充分发挥无人机的优势作用

2023-01-30江国强蚌埠市建筑设计研究院集团有限公司安徽蚌埠233000

中国房地产业 2022年34期

文／江国强蚌埠市建筑设计研究院集团有限公司安徽蚌埠 233000

引言：

当前无人机航测成为传统航空摄影测量的有力补充，在测绘工程中体现出精细准确、机动灵活、高效快速、适用范围广、作业成本低等优势，而无人机技术的应用范围也在扩大，通过技术人员操控无线遥控设备完成相关测绘任务。无人机在测绘工程中形成了完整的系统，其主要由飞行器、地面控制系统、地面维护系统和发射回收系统组成，并且自动化和智能化水平逐渐提升，以下进行相关分析。

1、无人机技术的优势

近年来无人机越来越多的出现在人们视野，而无人机遥感技术也逐渐成熟，深刻的推动着建筑行业发展与智慧城市建设（如图1），整体来看无人机测绘技术的主要优势体现在如下方面：

图1 无人机进行测绘

1.1 灵活性强

无人机是一种飞行器，并且体积小巧，在起飞、降落与飞行调整的过程中可以灵活调整，并且无人机一般在低空环境下应用，所以受到的气候环境的干扰较小。此外，相比大型的飞行器，无人机可以在较小的平整地面起降[1]。

1.2 测绘效率高

相比传统的测绘技术，无人机技术应用范围广并且适应性强，在测绘工程当中如果所在区域测绘遇到突发事件，或者对时间要求较高可通过无人机解决，由此提升问题处理效率，减少财产损失。当前无人机的整体续航能力也得到了显著提升，单次可以完成几百m2的测绘任务，并且处于林区、山区等特殊环境依旧可以完成影像获取任务，为相关单位了解地理信息带来帮助[2]。

1.3 信息处理快

技术人员利用无人机进行目标区域测绘的过程中能够迅速捕捉目标对象，并保证测绘结果具有全面性，以往的测绘工程中会由于范围领域不明确问题影响测绘精确性，而无人机搭载了高分辨率摄像设备，由此满足对目标区域信息的全面采集。

1.4 监测尺度大

新时期无人机所搭载的软件和硬件设施不断升级，技术人员可以通过性能优异的无人机技术监测目标，并结合测绘工作实际情况对监测尺度调整，由此对测量范围精准控制，并根据社会实际需求扩大或缩小范围。此外，无人机能够对目标区域真实状态真实体现，并通过三维成像技术可视化呈现，最终为相关单位提供重要的参考信息。

1.5 开放性强

在工程测绘工作开展过程中单一应用遥感技术难以保证测绘工作质量，所以技术人员可以实现遥感技术和其它技术结合，通过无人机技术能够拓展应用效果，实现优势互补[3]。

1.6 使用成本低

从设备成本控制的角度讲，无人机相比大型飞行器的油耗更低，并且在维护方面更加便捷，无需在测绘过程中投入过多的人力和物力。此外，无人机搭载摄像设备后即可投入工作，整体运输成本可以处于较低状态。

1.7 安全性好

以往在测绘工程中受到地形因素影响明显，尤其是在复杂的自然环境下测绘人员深入现场存在较大的安全隐患。随着无人机出现在人们视野，结合多种测绘技术后可以无需测绘人员到达指定位置即可掌握现场情况，其中操控人员可以实现其自动起航与返航，进而代替作业人员相关工作，使得测绘工作效率大大提升。

2、测绘工程中无人机的应用要点

2.1 用于自然环境较差的地区

工程测绘人员开展测绘工作前期需要分析目标区域地质环境，然而在偏远地区测绘工作容易受到恶劣环境影响，比如地势较高、云层偏低、风力较大将难以保证摄影技术作用的发挥，通过无人机遥感技术能够降低气候地形等因素的影响，进而保证测绘效率和测绘精确性。此外，在监测地震、洪水等自然灾害中也可以利用无人机掌握区域环境特征，进而提升救援工作效率。新时期全社会对航空摄影技术提出了更高要求，所以测绘人员也需要加强技术探索，进而适应更为复杂的自然环境，而无人机的出现可以满足以上要求[4]。

2.2 用于信息采集

技术人员对地理信息采集的过程中可以应用无人机技术，以往的测绘技术难以保证测绘数据的精确性，也难以体现地理信息的本质规律。而应用无人机并结合遥感技术能够确定最佳飞行线路，并且在自动加密方式下能够确保采集信息安全，完成信息采集之后还可以通过系统自动删除无效信息。此外，技术人员可以进行监测结果建模，通过可视化的模型进一步提升测绘工作成效。

2.3 用于信息处理

以往的测绘模式下所消耗的人力物力较大，并且工作效率偏低。近年来无人机技术飞速发展，在信息处理方面效率更高，比如矿山勘测工程当中利用无人机能够保证测绘的深度和广度，进而通过采集的数据掌握矿山周边地质环境，科学制定施工方案，降低对周边生态环境带来的不利影响。此外，无人机可实现低空飞行，由此获得大量的物理信息，技术人员再对采集信息进行处理。

2.4 用于影像资料

测绘人员在无人机平台选择的过程中需要分析测绘任务以及地理环境，之后控制无人机飞行线路、高度、速度，合理设置转换缓冲以及曝光延迟等参数。无人机飞行过程中旋转偏角偏大，这也对操控人员技术提出较高要求。此外，需要科学应用空中三角测量技术，进而实现信息高质量采集，避免出现漏拍情况。此外，需要利用无人机技术平台功能自动修正数据，由此提升拍摄信息精确性。

2.5 用于低空飞行

在以往航空拍摄期间部分区域条件难以满足数据的信息采集，其中飞行设备在云层较低情况下控制难度较大，所以操控人员可通过无人机进行低空数据采集，设计过程中需要对无人机设备跟踪操作，利用远距离控制指令，确保其飞行安全，由于无人机体型小、重量轻，更能适应复杂的地形，由此进行信息资料的完整采集[5]。

2.6 用于工程测绘

在工程测绘过程中应用无人机遥感技术需要科学设定飞行线路，了解试飞条件以及现场环境。在作业过程中也需要利用定位系统，之后通过三维模型进行拍摄画面处理，由此获取坐标系统，让被测绘对象清晰呈现。采集和处理测绘数据期间可实现数据的同步备份，无人机遥感技术的一大优势在于数据处理，并且所处理的数据能够通过无压缩格式存储，之后在地理信息系统支持下把数据导入数据传感器，无人机自动变焦数码相机能够真实记录数据。

3、测绘工程中无人机的实际应用

无人机搭载的摄像装置能够用于城市规划，满足城市道路、建筑监控，在矿山工程、房产测绘与土地资源管理也有积极作用，进而提升测绘工作的全面性。

3.1 用于矿山工程

3.1.1 用于矿山规划

矿山开采前期需要加强数据采集，然后科学制定开采计划，应用无人机倾斜摄影技术能够采集地形、地貌、海拔高度等数据，之后利用计算机绘制矿山地形图，这一过程中需要先利用CAD 软件将方案数据和周边环境数据录入系统当中，之后得到三维图像，再利用倾斜摄影形成的数据库，分析矿山结构，并且捕捉影像数据，得到三维建模。

3.1.2 用于矿山施工

无人机航测技术能够为矿山工程建设提供全面的信息，比如能够监测矿山周边环境，进而提升勘察质量。在应用无人机期间通过低空飞行拍摄得到更加全面的数据，测绘人员需要通过无人机掌握矿山周边环境，之后把数据传输到计算机终端，然后满足现场管理需求，科学进行矿石转移，避免破坏地层稳定性[6]。

3.1.3 用于矿山验收

在矿山工程施工完成后需要进行验收，这一过程中无人机依然可以起到积极作用，技术人员把采集的数据传输到计算机，进而掌握矿山的具体情况，比如操作软件之后设定矿山的比例，得到三维模型，进而通过数据模型匹配设计方案，进而综合效益分析。建立数字高程模型的过程中，应用了三维实景建模技术，使得矿山工程测绘工作更高质量的开展。

3.2 用于房产测绘

3.2.1 内业数据处理

进行内业模型建立过程中需要结合测量区域地面控制点，并应用立体测图匹配加密点平面坐标以及高程，之后需要分析影像共同特征带点，然后计算影像空间变化模型，最后在空间变化模型基础上进行影像拼接。内业数据处理过程中首先需要进行影像预处理，在完成倾斜摄影工作后需要认真检查测量区影像，避免出现影像扭曲、变形等情况，然后进行编号，技术人员把影像控制点精度设定为0.1mm，由此清晰呈现同名点。需要说明的是，在空中三角测量加密过程中需要通过人工处理方法批量控制[7]。

3.2.2 外业数据处理

外业部分主要包括采集无人机影像数据和野外相控操作，这一过程中需要应用激光测距仪、电子全站仪完成房产分户图测绘，分析建筑面积然后存档。在具体操作过程中技术人员需要现场勘测目标区域，通常来说城中村建筑密度较大，建筑高度差偏小，因此无人机飞行高度通常低于100m，之后利用全球定位系统以及实时动态分差技术对区域相片控制点进行分析。此外，需要科学设定航测参数，主要是结合飞行区域情况加以设定，由此顺利采集航测数据，设定航向和旁向重叠度为70%。

3.3 土地资源管理

3.3.1 土地规划与整治

如今无人机在土地规划的诸多环节都起到了积极作用，其中在项目实施前期可以获取地理信息，而项目进行期间也可以分析工程进展，对施工情况进行监测，并且在项目的竣工验收环节也起到积极作用。此外，在无人机的支持下生成景观模型与三维地表模型，比如掌握耕地情况，分析土石方量。

3.3.2 土地利用调查

采取卫星数据调查的方法可以全面掌握土地使用情况，不过图像的获取周期较长。新时期我国在三调工作中对土地管理工作提出了更高要求，需要对用地信息详细统计，而规划整治过程中需要开展好地理数据测量、工程质量管理、工程进度审查和工程质量验收等工作，需要对地表形态进行全面分析，之后制定土地使用方案，而项目结束后须也需要重新绘制地形图，进而分析新增耕地面积，所以整个流程复杂，借助无人机航测技术能够得到大比例尺的土地利用现状图[8]。

3.3.3 土地确权

利用无人机航测技术可以分析农村土地承包关系，推动土地流转工作的高质量开展，为了获取基础地形图数据需要合理选择方法，其中工程测量外业实测可以保证测绘的精度，不过需要大量的人员参与，并且耗费时间长，采取无人机航测可以保证测绘效率，并且机动性强、投入成本少，因此成为土地登记和确权工作的主要措施。

4、如何在测绘工程中发挥无人机的优势

4.1 坚持因地制宜的原则

新时期为了继续推动测绘工作开展需要在应用无人机技术的过程中坚持因地制宜的原则，也就是结合实际工作需求选择摄影技术，由此智能化、可视化管理满足测评需求。新时期，在应用无人机技术的过程中也需要结合大数据、物联网等技术，促进资源优化配置，在满足测绘需求的同时创造更大的经济效益。

4.2 完善应用基础

利用无人机遥感技术过程中需要保证设备投入以及操控人员素质过硬，具体如下：其一，需要加强基础设施，投入完善相关系统与设备，让无人机有效满足环境监测、水文监测、植被管理，确保工作效率；其二，相关单位需要科学制定制度和规范，尤其是需要加强资金投入，进而定期进行无人机的养护管理，由此确保测绘工作的顺利开展[9]。

4.3 科学进行传感器设置

结合无人机测绘实践报告可以发现，以往无人机所搭载的传感器精度偏低，由此影响测绘效果，导致测绘图像利用价值不高。因此新时期需要继续完善传感器设置，全面提升设备硬件的信息采集精确性，同时需要分析测绘工作实际情况，对无人机操作进行科学设置，延长其续航能力，最终为相关单位提供技术支持。

4.4 提升无人机抗风能力

在自然环境较为恶劣的区域开展工程测绘工作期间无人机性能将对测绘工作质量产生直接影响，在大型无人机起降过程中需搭配辅助装置，而飞行期间可能出现碰撞、摩擦等情况，导致硬件设备受到损坏。相比之下体积小巧的无人机操控灵活，但难以满足高空飞行，不利于资料的全面获取，因此新时期技术研究需要充分分析无人机设备体积、重量和结构，由此提升抗风性能，适应更加复杂的工作环境。

4.5 优化网络传输功能

将无人机技术用于测绘工程过程中需要高度重视无人机网络传输质量，从技术角度以及测绘质量出发，由此提升网络传输效率。在实际技术应用过程中技术人员需要优化信号接收装置，并且确保遥感技术在良好环境下作业。此外，安装无人机信号装置期间首选高位点，然后进行接收装置的安装，这样才能有效提升信号传输质量。

4.6 加强人员培训管理

无人机技术在工程测绘过程中具有重要价值，这也对操控人员专业性提出了较高要求，为了在应用无人机技术的过程中确保人才质量过关需要做好以下工作：其一，需要加强现场配合，对无人机进行科学操控；其二，需要相关单位在工程测绘前期进行人员的系统培训，不断提升其操作技能；其三，加强模拟训练，由此应对测绘期间复杂的自然环境，高质量完成测绘任务[10]。

4.7 加强设备和硬件维护

在工程测绘过程中应用无人机技术依赖于其先进的硬件设备，同时需要确保信号接收装置、智能终端设备质量过关，否则将会影响数据传输质量，为此要求在测绘作业前期开展好相关设备维护工作，要点为检查电源系统、通讯设备与地面电台，而无人机维修过程中也需要做好清洁处理，检查装置是否固定，进行信号强度测试。在测绘工作进行期间，需要分析影像质量，如果出现航线弯曲与重叠情况需要对影像的清晰度和色彩进行分析。