无人机测绘技术在国土空间工程测量中的应用分析

摘要：随着科技的发展，国土空间工程对测绘技术的要求越来越高，新兴的无人机测绘技术得到了广泛的应用。基于此，总结无人机测绘技术在国土空间工程测量中的优势、步骤及具体应用案例，以期发挥无人机测绘技术在国土空间工程测量中的应用价值，为后续开展国土空间工程测量工作提供有效参考。

关键词：工程测量；无人机测绘技术；国土空间工程

中图分类号：TU198 文献标识码：A 文章编号：1008-9500（2024）10-00-03

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Application Analysis of Unmanned Aerial Vehicle Surveying and Mapping Technology in National Space Engineering Survey

LEI Yongping

（Natural Resources Department， Xiaoweizhai Office， Duyun City Natural Resources Bureau， Duyun 558099， China）

Abstract： With the development of science and technology， the requirements of unmanned aerial vehicle surveying and mapping technology for national space engineering are getting higher and higher， and the emerging unmanned aerial vehicle surveying and mapping technology has been widely used. Based on this， the advantages， steps， and specific application cases of unmanned aerial vehicle surveying and mapping technology in national land space engineering survey are summarized， in order to exert the application value of unmanned aerial vehicle surveying and mapping technology in the territorial space engineering survey， and provide effective reference for subsequent national land space engineering survey work.

Keywords： engineering surveying; unmanned aerial vehicle surveying technology; land space engineering

国土空间工程测量是国家基础设施建设和土地资源管理的重要基础工作。随着我国经济的快速发展和城市化进程的推进，对国土空间工程测量的要求越来越高。受到人力、物力、时间等因素的限制，传统测绘技术已无法满足现代工程测量的需求。近年来，无人机测绘技术作为一种新兴的测绘手段，以其高效、准确、低成本的优势，在国土空间工程测量中得到了广泛应用。

1 无人机测绘技术在国土空间工程测量中的应用优势

1.1 地形适应性强

uGLgecwEXCH2Ig4MLG9ETbShkty1P8d9xF3J07ZHw94=无人机测绘技术具备较强的地形适应性，可以有效解决地形复杂、交通不便地区的测量问题。通过搭载高精度传感器和遥感技术，无人机能够迅速覆盖广阔的测绘区域，并在短时间内获取大量精确的数据。这使得无人机测绘技术在地形复杂区域测量方面具有明显的应用优势，能够大大提高测量效率。

1.2 测量精度高

通过搭载高精度传感器和数据处理算法，无人机测绘系统能够获取高精度的地表空间信息，并对采集的数据进行精确分析和处理，为工程项目提供准确的地表空间信息。这有助于项目团队对工程质量进行有效控制，确保项目顺利进行[1]。

1.3 人力成本降低

相较于传统的测绘手段，无人机测绘技术采用自动化、智能化的数据采集和处理方式，有效降低工程测量中对人力资源的依赖，能够减少人员在野外作业的风险和成本，提高工作效率。

2 无人机测绘技术在国土空间工程测量中的应用步骤

2.1 项目准备

首先，明确测绘任务的具体需求，包括测绘的目的与区域范围、所需的测绘精度、数据类型和数量等，这些信息的明确对于后续的测绘方案制定及测绘设备选择至关重要。其次，在了解需求的基础上，制订详细的测绘方案，确保测绘工作顺利进行[2]。测绘方案应包括测绘范围（测绘区域的具体边界）、测绘精度（要求的最高和最低精度标准）、数据需求（需要采集的数据类型、数据量以及数据处理要求等）。再次，根据测绘任务的需求，选择合适的无人机型号，应综合考虑其飞行稳定性、载重能力、续航时间及飞行高度等因素，从而适应不同的测绘环境并满足任务需求，同时选择合适的测绘仪器，如高精度相机、激光雷达、光谱仪等，以满足测绘精度和数据类型的需求。最后，在选择合适的测绘软件时，应优先参考功能强大、操作简便、兼容性好等特点，以确保能够高效地处理和分析采集到的数据，并生成满足需求的测绘成果。在项目准备阶段，还需要考虑无人机和测绘设备的安全性问题，确保其在测绘过程中稳定运行[3]。

2.2 数据采集

在测绘区域发射无人机，利用其搭载的高精度相机、激光雷达、光谱仪等测绘仪器进行数据采集。数据采集作为无人机测绘技术的核心环节，直接影响测绘数据的质量和精度。在数据采集过程中，需要综合考虑各方面因素，以确保数据的完整性和精度。首先，飞行高度这一重要参数需要根据测绘区域的大小、地形复杂程度以及所需的测绘精度来确定。飞行高度过高可能导致分辨率较低，影响数据精度；飞行高度过低则可能导致无人机受到地面障碍物影响，增加数据采集的风险。其次，飞行速度也是影响数据采集质量的重要因素。飞行速度过快可能导致数据采集不足，影响数据完整性；飞行速度过慢则可能导致无人机续航时间不足，增加作业时间。因此，在确保数据质量的前提下，需要合理选择飞行速度。最后，航向重叠度和旁向重叠度均为影响数据采集质量的关键因素，在实际操作中，需要根据测绘需求和无人机性能合理设置重叠度。

为了保证数据采集工作顺利进行，还需要对无人机进行飞行控制和导航。通过地面控制站对无人机的飞行路径、速度、高度等进行实时调整，确保无人机按照预定方案进行数据采集；利用导航系统对无人机进行精确定位，以保证数据采集的准确性和一致性；需要根据天气情况灵活调整数据采集计划，确保数据的可靠性和准确性[4]。

2.3 数据处理

数据处理是无人机测绘技术中的关键环节，直接影响测绘成果的质量和准确性。

在数据处理阶段，首先需要预处理采集的原始数据，包括去噪、校正、镶嵌等多个步骤。去噪是为了消除或减少数据中的随机噪声，提高数据的质量。采用滤波算法处理采集的数据，可有效去除噪声，得到更加清晰准确的数据。校正是为了纠正数据中的系统性误差。由于受到无人机飞行姿态、传感器性能等因素的影响，采集的数据可能存在一定的误差。采用校正算法对数据进行处理，纠正误差并提高数据的准确性。镶嵌是将多个相邻的航片或激光点云数据拼接，形成一个完整的地表覆盖区域。通过数据镶嵌，可生成连续无缝的地形图或正射影像图，为后续测绘分析和应用提供便利。

在预处理完成后，使用专业的测绘软件进行数据处理。利用其强大的数据处理能力，对预处理后的数据进行深度处理和分析，生成地形图、正射影像图、三维模型等测绘成果。地形图是描述地表地形特征的图形资料，直观展示地形的高低起伏、坡度等信息。正射影像图是将地表物体在垂直方向上的投影显示在二维平面上，清晰展示地表物体的细节特征。三维模型则是将地表物体以三维形式展示，直观展示地表物体的三维结构和形态。

2.4 成果分析与应用

数据处理完成后得到的测绘成果可为国土空间规划、工程设计、施工监测等领域提供准确的数据支持。例如，地形图和三维模型可以应用于工程设计，而正射影像图可以应用于施工监测。地形图能够提供地表的高低起伏、坡度等信息，这对于道路设计、建筑布局等至关重要。三维模型则能够提供更加直观的地表形态展示，有助于工程师更准确地评估工程的可行性和难度，优化设计方案。通过对比施工前后的正射影像图，直观展示施工进度和效果，有助于及时发现施工问题，确保工程质量。

2.5 质量控制与评估

测绘完成后，对成果进行质量评估是确保其满足项目需求的重要手段。评估过程中，可采用内业检查和外业验证相结合的方法。内业检查主要通过对比数据和成果，检查数据的完整性和一致性，评估测绘成果的质量。外业验证则是通过实地考察和测量，验证测绘成果的准确性和可靠性。质量评估内容包括成果的准确性、完整性、清晰度、一致性等多个方面，例如，地形图的地形特征是否准确，正射影像图的清晰度是否满足要求，三维模型的真实感是否足够等。通过质量评估，可以发现潜在的问题，及时进行修正和优化，确保测绘成果的质量符合项目需求。

2.6 成果提交与归档

测绘成果质量评估完成后，需要将成果提交给客户或相关部门，并进行归档保存，从而确保成果的安全性和可追溯性，并便于后续对成果的查询和使用。

提交测绘成果时，需要根据客户或相关部门的要求采4c8738e45d0a59ded5e4c29edbe9820b用适当的方式。例如，通过电子邮件或文件共享平台等进行电子文件传输，通过纸质打印版或者光盘、硬盘等物理媒介进行提交。提交时，应确保成果的完整性和保密性，避免数据泄露或损坏。归档保存是对于测绘成果长期管理和维护的重要环节。归档过程中，需要对成果进行分类、编号，并记录相关的元数据信息，如成果的创建时间、创建者、使用范围等，从而能够快速准确地查询或使用测绘成果，提高工作效率。

此外，归档保存需要考虑各类成果的长期可读性。例如，对于纸质成果，需要确保存储环境的干燥、防尘、防虫等；对于电子成果，需要使用合适的文件格式，并定期进行数据备份，以防数据丢失或损坏。

3 无人机测绘技术在国土空间工程测量中的应用案例

以某城市轨道交通工程测量为例，论述无人机测绘技术的具体应用。

3.1 项目准备

在项目开始前，项目团队对无人机测绘技术的应用进行详细的评估和方案设计。根据轨道交通工程的特点，选择具有高清影像和激光扫描功能的无人机，并确定飞行参数、数据处理方法等。同时，对轨道交通线路进行现场调查，掌握地形地貌、气候气象等条件，确保无人机测绘项目的安全性和有效性。

3.2 数据采集

项目团队根据轨道交通线路的实际情况，制定详细的飞行计划，并成功采集线路的高清影像和地形数据。数据采集过程中，严格控制飞行参数，确保数据的准确性和完整性。

3.3 数据处理

使用专业软件，对影像数据进行纠正、三维重建和点云处理，确保测绘成果的精度和可靠性。

3.4 成果分析与应用

对线路地形数据进行分析，生成精确的地形图，为工程师提供设计和施工依据。同时，利用高清影像数据进行沿线土地的利用分析和规划，为城市发展提供重要依据。

3.5 质量控制与评估

对数据采集、处理和分析等环节进行监督和检查，确保成果满足相关标准和要求。通过质量控制与评估，保证无人机测绘成果的准确性和可靠性。

3.6 成果提交与归档

项目团队将处理后的测绘成果按照相关要求进行提交和归档，包括地形图、高清影像图、三维点云数据等，以便于工程师及相关部门进行后续的设计和施工工作。

4 结论

无人机测绘技术作为一种新型的工程测量技术，具有高效性、准确性、低成本、强机动性等特点。将其应用于国土空间工程测量，不仅能大大提高工程测量的效率和质量，还能降低人员野外作业的风险和成本。在实际应用过程中，测量人员需要掌握无人机测绘技术的操作步骤。第一步，做好项目测量准备，包括明确测绘任务的具体需求、制定测绘方案以及选择合适的无人机型号等。第二步，在测绘区域内发射无人机进行数据采集，测量人员需要合理控制无人机飞行路径、高度、速度、航向重叠度和旁向重叠度等参数。第三步，进行数据处理，包括对采集的原始数据进行去噪、校正、镶嵌等预处理以及利用专业的测绘软件生成处理结果等。第四步，对测绘成果进行分析与应用，应用范围包括国土空间规划、工程设计、施工监测等。第五步，对测绘成果进行质量控制与评估。第六步，向客户或相关部门提交最终成果，做好测量成果提交与归档工作。严格按照上述步骤开展工程测量工作，能够最大限度地发挥无人机测绘技术在国土空间工程测量中的应用价值。

参考文献

1 张艺鹏.无人机测绘技术在建筑工程测量中的应用[J].四川建材，2023（10）：41-42.

2 韩 丹.工程测量中无人机测绘技术的应用探讨[J].石河子科技，2023（1）：73-74.

3 余国庆.工程测量中无人机测绘技术的应用分析[J].江西建材，2023（7）：147-148.

4 褚 喆，李俊宝.工程测量中无人机遥感技术的应用分析[J].科技资讯，2022（3）：71-73.