無人機測繪技術在工程測量中的應用分析

邢俊杰

運河區天成明月洲東區滄州市測繪院 河北滄州 061000

隨著科學技術的發展進步，各國逐步開始研究無人機測繪技術，我國在這方面起步時間較晚，與發達國家差距還比較大，但是在研究中，我國取得的成果不容小視，尤其是在近幾年，國外很多國家都看中了我國的無人機測繪技術，這足以說明我國科學技術發展非?？?。

1 我國無人機測繪技術的現狀

無人機測繪技術進步的同時我國數字化成圖技術也取得了很大突破。對于傳統的測量技術來說，新型的數字化測繪技術降低了企業的成本，增強了測量的精準度、科學性和安全性，對工程的數據有了一個更加精確地測量，對建筑施工的安全性和穩定性有一個較好的保證，有利于提高企業的抗風險能力。在實際測量中將無人機測繪技術和數字化成圖技術進行很好地融合，會成為一個新的發展領域，它不僅能完成區域測繪還能實現數字化成圖，在實際生產中這種技術的適用范圍正在不斷擴大，在我國很多空中作業中都能看到它們的身影，比如搶險救災、煤礦勘察、以及遠景拍攝等。數字化測控技術使得企業逐漸融入新時代數字化的浪潮中。工程在引入數字化測繪技術之后整個行業內部的發展的前景有了一個很好的改觀，實現了工作的高效率、低耗時、高精度。但是由于我國無人機測繪技術研究時間較短，所以也有諸多不足，其主要表現在飛行方面和通訊方面。在飛行方面，由于自身體積較輕，而且空中風力較大，這樣就很容易出現飛行不穩定情況，從而影響了測繪效果，所以這就要求我國無人機研究團隊在科研中，對無人機的外形進行科學設計，能夠減輕風力的阻礙；在通訊上，因為無人機要對區域空間進行勘察分析，還需要將數據進行傳輸，在這一過程中就需要通信技術的支持，所以通訊質量的高低對無人機測繪的精準度有著很大的影響[1]。

2 無人機技術的應用優勢

2.1 擴大測量范圍

在以往開展工程測量工作時，工作人員必須到達測量現場，同時利用專業的測量儀器來開展測繪工作。通過這種方式開展測量工作，會造成實際測量范圍比較小，并且不利于提高測量數據的精準性，進而影響到整個測量工作的品質。將無人機技術應用到測繪工程中，改變了傳統工程測量的方式，有效擴大了工程測量的范圍，同時還可以改善工程測量的品質，提高工程測量的速度。將無人機技術應用到測繪工程中，可以測量到工作人員難以到達的區域，同時通過無人機獲得的測量數據還具有較高的精準性。因此，依托于無人機開展工程測繪工作，一方面可以有效改善測繪工程的品質與速度，另一方面也可以提高測繪數據的精準性與可靠性。

2.2 提高地形測量安全性

在傳統測繪工程開展過程中，工作人員必須到測量現場進行實地勘察，然而我國國土面積龐大，各個區域的地形特征也有著明顯的不同，假如工作人員沒能夠充分了解該區域的地形狀況而盲目開展測量工作，極易對工作人員的生命安全造成較大威脅。此外，當出現突發性地質災害時，工作人員采用以往的測繪方式開展測量工作，會對該區域人民群眾的生命安全造成不良影響。而通過無人機技術的應用，工作人員不再需要到現場進行勘查，直接可以通過無人機來獲取發生地質災害現場的各項數據信息，并將其數據信息直接傳輸給救援單位。以此快速做出反應，保證人民群眾的生命財產安全。因此，加強無人機技術在測繪工程中的應用，能夠有效提高地形測量的安全性，推動我國測繪工程的進一步發展。

2.3 縮減測繪成本費用

工程測繪本身屬于一個較為龐大的工程，需要投入大量的資金，在以往開展測繪工程過程中，工作人員需要購買許多專業的測繪設備和儀器，同時工作人員需要攜帶各種測量設備到現場進行勘察與數據測量，這必然會導致測量工作產生較大的費用支出，給測繪工程經濟產生較大的負擔，同時也會對工作人員的人身安全造成一定的威脅。將無人機技術應用到測繪工程中，工作人員只需控制無人機就可以獲取測量區域的各項數據信息，不再需要工作人員到現場進行實地測繪。此外，工作人員也不用購買各種規格的測量設備和儀器，節省了測繪工程成本支出，同時也免去了對測量設備和儀器的維護與保養。因此，在測繪工程中應用無人機技術，一方面能夠降低測繪工程的成本支出，用最少的資金換取更大的價值，另一方面也可以降低測繪工程的資金占用。

3 無人機測繪技術在測繪工程測量中的具體應用

3.1 獲取測繪所需要的影像信息

利用無人機測繪技術為測繪工程測量工作服務時，為保護無人機以及獲得精準無誤的影像信息，測繪人員在無人機正式進入區域范圍之前，必須要做好調研工作，對區域環境狀況進行基本了解并掌握，并且在綜合分析多種參數信息的基礎上為無人機規劃出一條科學合理的飛行路線，然后通過無人機試飛的方式來確定設備平臺的位置。無人機在實際的飛行過程中，會不可避免地與預設路線有微微出入或者說有一定偏差，所以在無人機工作過程中，它不僅要獲取測量的數據信息，同時還要在測量的區域內拍攝，將區域內的真實情況以圖片的方式清晰記錄并保存下來，目的是后期工作中對圖片進行處理得到三維影像后，來驗證獲得的測量結果信息的精確程度，也為后期的數據分析結果提供了可靠證明。同時可以輔助拍攝得到最終想要的效果，也同時幫助空中三角測量技術進行進一步的補充和修改，推動其廣泛應用。在無人機進行拍攝時，可以嘗試控制無人機的飛行姿態、轉彎速度，同時還可以變化拍攝設置，如曝光、延遲拍照等來獲得影像，這樣拍攝出來的內部環境才能夠更全面、更直觀，更有利于提高測繪工作的質量[2]。

3.2 采集測繪所需的數據

借助無人機測繪技術來進行測繪工作的過程中，要特別關注采集方式。在測量過程中，往往會有2種采集方式來獲取測繪數據，分別是手動數據采集和自動加密數據采集。二者當中，前者手動數據采集方式也可以說是遠程控制采集方式，這種方式可以實時獲得數據信息，但是要時刻確保得到的數據信息是完整的，即便這樣，后期還要有序地進行二次檢測工作。這種方式要想確保數據資料的可靠性，還要做好檢測階段的管控工作，滿足測繪工作的需要。而對于后者來說，工作過程相對來說要簡單。無人機上的拍攝裝置會將拍攝到的數據信息暫時存儲在機器設備里。相關的人員要想獲得內部儲存的數據資料必須要取得訪問權限，之后再對數據進行整理分析，就得到了測繪工作需要的信息資料。

3.3 惡劣環境測繪的應用

隨著測繪工程數量、規模的持續擴大，航空攝影的要求也逐漸提升，且測繪范圍也日益擴大。在航空攝影工作中，對地理條件的要求比較高，山體高、云層低時，則無法開展航空攝影。借助無人機測繪技術，不會受到限制的影響，能夠保證地理信息測繪的有效性。無人機測繪技術既可以應用到平原、大壩測量中，也能夠應用到惡劣環境中，有效解決測繪工程的難題，加強工程測量的服務能力。在開展工程測量工作時，如果地區條件不佳，應運用無人機測繪技術，充分發揮出無人機測繪技術優勢，維護測量工作的實效性。同時，確保地理信息的精確度，加強工程測量的質量。開展工程測量時，應用無人機測繪技術，還能夠提升影像資料的精確度，有效應用于資源開發、城市規劃以及監測中，從根本上促進測繪行業的發展。

3.4 對采集數據進行分析處理

按照傳統的工作流程，要對整個測繪工程測量進行劃分，分成獨立的環節逐一去完成。而當無人機測繪技術應用于測量工作時，能夠同時開展數據的采集和處理工作，提高了整個測繪結果的準確性，也提高了工作效率。無人機測繪技術最初在處理數據時面對一個難點，即數碼影像的排列方式沒有規律，所以一旦無人機飛行過程中出現角度異常，如俯仰角角度過大、旋偏角過小等情況，會導致堆疊現象顯著，最后得到的是發生形變的、與真實情況相差甚遠的影像。后來，針對這一弊端，無人機的設計人員想到了可變焦鏡頭，于是在無人機的頂部放置了數碼相機，便可以在一定范圍內變換焦距，獲得寬窄不一的視場角，隨后，研發人員受其啟發，經過分析計算，得到了科學的參數。通過對原來參數的調整，大大改善了數據處理的效果，很大程度上降低了上述弊端的影響。

3.5 在低空作業中進行應用

無人機測繪技術對環境的適應性很強，即使環境惡劣、復雜，環境內光線昏暗也不影響無人機測繪技術的性能。它憑借其靈活機動的優勢，同樣能夠拍攝出高質量的影像，獲得精準的數據。而且對它的操作很簡單，再加上上面敘述的優勢，使得它在防災減災、監測環境和建設城市等工作上逐漸大放光彩。無人機遙感測繪技術仍然在隨著科技發展水平的提高而不斷優化，最顯著的特點就是自動化水平在逐漸提高。另外，無人機測繪技術的拍攝效果也更加清晰，功能增多，所以未來其可以在多個領域來展現其重要作用。

4 無人機測繪技術在測繪工程中應用的完善措施

無人機測繪技術上在測繪工程中具有很多優點，能夠有效促進測繪工程的開展，但是任何科技都存在著一些問題，遙感技術也存在著一些缺陷，為此，針對這些缺陷，可以采取一些有效地改善措施。

4.1 對相關設備進行定期檢查，確保其性能

在測繪工程中，無人機遙感技術的具體應用，只有不斷提升該技術的水平，才能非常準確地獲取測量數據。①在設備使用前，必須要依據該設備的操作說明對其進行檢查，確保設備是通過質量檢測的才能進行測量工作；②按照測繪工程的實際需求，調試好設備的性能，讓測得的數據更加準確、可靠；③要求相關單位及人員，做好對電源系統、通訊設備、地面電臺等配套設施的管理與檢查工作，以保障后續測繪工作的有序進行；④測繪期間，要做好派送影片質量的管理，防止出現不清晰、重疊、航線彎曲等情況，還應注重拍攝影片清晰度與色彩的檢查，這也有利于無人機遙感技術水平的提升。

4.2 對像控點的測量流程進行優化

在測繪測量工作中，要想有效提高無人機遙感技術的工作效率，應當合理布設拍攝的像控點，同時不斷優化測量的流程。具體可按照拍攝的范圍，對拍攝區域的影像與自由網的效果進行檢查，從而更好地促進自由網拼圖的生成。然后，依據測量區域地形地勢的特點，對拍攝的像控點進行優化布設，以獲得更好的影像拍攝質量。此外，測量人員不要在采集工作時隨意刪除或更改原始的設備信息，也無需重復指示無人機數據處理系統，以保障數據的真實性和原始性。并且，在整理數據時，全面、詳細地整理數據，可以通過數據采集工作的精確度，讓收集的數據更具完整性[3]。

4.3 提高無人機的起降及抗風性能

使用無人機遙感技術進行測繪的過程中，一般都是自然條件比較惡劣的山區，這對無人機的性能提出了更高的要求，甚至在一些大型工程測繪過程中無人機需要滑降，如果地質條件比較差的話，就會導致無人機的損壞，也很容易造成無人機無法起飛。如果選擇小型無人機，那么測量的精準度就會受到影響。根據物理學的相關知識，可以得到，要想提高無人機飛行的穩定性，就必須要增強無人機自身的重量，但是如果一味地增強無人機的重量，那么必然會對無人機的起降條件提出更苛刻的要求。

5 結語

綜上所述，無人機技術在測繪工程中發揮了重要的作用，具有擴大測量范圍、提升地形測量安全性以及縮減測繪成本費用的優勢，能夠很好地應用到海岸線測量、城市規劃測量以及礦山測量等領域中。在實際應用過程中，必須緊密聯系實際施工條件，遵照施工流程及要求，完成測繪數據的歸納與分析工作，確保無人機技術在測繪工程中發揮更大的價值。