无人机航测技术在工程测量中的应用

无人机航测技术在工程测量中的应用

刘春锋

江苏华宇地理信息有限公司，江苏 高邮 225600

摘要：随着经济的发展，我国的无人机航测建设的发展迅速，现代化进程加快，科技水平也在不断提高。无人机作为具有良好性能的设备，在现代化地质工程测绘中得到广泛的应用，其包含的多项技术优势对于提升测量质量与数据精准度有着极高的帮助。本文基于无人机技术进行分析，阐述其自身技术的特点，并对其在地质工程测绘中的实际应用进行探究，意在通过推广无人机测绘技术，推动国内地质工程测量顺利开展，实现测绘行业更好的发展。

关键词：无人机航测技术；工程测量；应用

引言

随着我国社会经济、科学技术的不断发展，无人机航拍技术已经应用于多个领域，并且取得了显著的效果。在工程项目中，测量测绘工作作为其中的重要环节，对于其精度的要求也越来越高，在传统的测量测绘工作中，常常存在因为人工问题而导致测量数据失真的情况，同时测量地形的复杂、工作量大导致工程进度受到限制，而通过无人机航拍技术能够有效减轻工作人员的工作量，同时大幅度提升测量数据精准性。

1 无人机在地质工程测量测绘中的优势

1.1 测绘具有科学性

社会不断发展，传统信息系统功能上无法与现代化社会发展相匹配。对于社会基础设施建设的修建，需要更详细的地质勘查技术来获得精确的数据信息。无人机测绘技术出现之前，通常使用的都是设备与飞机结合的测绘方式，但是相机在飞机上搭载的方式，需要为飞机准备较大的飞行场地，增加了测绘的成本。高成本的投入，实际工作的过程也相当的烦琐，为地质测绘带来较大的工作量。应用无人机技术进行测绘，可以有效解决场地成本等问题。无人机可以在无飞行限制的区域的500m高空进行飞行和探测，最低距离可以保持在50米之内，对测绘地区的近景进行拍摄，满足测绘的实际需求。无人机的应用对于地质工程测绘来说，不但减少了成本投入，在工作效率上有了大幅度的提升。无人机的系统可以将拍摄到的信息进行可视化呈现，通过对信息的有效收集、分析，将信息发送到计算机平台，通过信息处理获得有效的测绘信息，为地质工程开展提供真实可靠的数据。无人机可以实现人工无法完成的工作，深入到难以探测的死角进行实地测量，还可以在测绘范围内进行搜索，提升测量的精准度。

1.2 获取数据具有准确性

我国国土面积辽阔，地域不同造成的地理特征具有较大的差异，为地质工程测绘工作带来一定困扰。传统的测绘技术难以对地貌特殊的区域有效开展工作，面对恶劣天气等外界因素的影响，对卫星遥感系统产生直接影响，导致功能难以发挥。极端天气对实际测绘测量造成极大的干扰，不利于测绘获得可靠数据。但是利用无人机可以无视恶劣天气因素带来的影响，在极端天气的干扰下实施连续性工作，对于突发情况可以灵活应对。无人机技术在外界因素的影响下可以保持稳定工作状态，实现耗时较短的高强度作业。无人机的分辨率比卫星遥感系统的性能更优越，可以确保在测绘工作中获得准确的数据，减少影响因素对测绘结果的影响，提升地质工程测绘的准确性。在收集信息的同时，可以及时对信息进行处理，提升测绘技术的智能化程度。

1.3 操作技术具有灵活性

无人机不仅能通过遥感技术实现数据收集，还可以对信息进行处理。无人机在地质工程测绘工作中有着极强的契合度，各系统之间的协调作业，保证了实际工作时的效率。同时无人机具有体积轻便、操作灵活的特点，面对难以探测的地区可以实现随意进出，对数据进行收集。无人机的飞行速度与高度可以在大范围内进行测绘，基于其测绘范围的基础上，增加无人机数量可以有效将测绘范围扩大。无人机在对地质进行测绘时，会自动找寻清晰的角度进行拍摄，保证拍摄数据的精确和可靠，推动地质工程测量工作的顺利开展。

2 无人机航测系统有关结构

现阶段科学技术向着专业性、精密性的方向不断发展，随之无人机航测系统也形成了常规无人机航测与非常规无人机航测。

2.1 有关常规无人机航测系统组成

无人机航测遥感技术是集成遥感、遥控、航空测量为一体的新型测绘技术，并以数据信息快速处理平台作为技术支持，对地物进行实时、快速的调查和动态监测。无人机平台是配载控制系统和传感器的飞行器，按照其机翼的形态分为两种类型：旋翼和固定翼，在当前阶段旋翼无人机比较受使用者的喜爱，因为其机身的构造特点更加便于控制其飞行姿态。按照无人机的动力系统可以分为燃料型、电动型等。其遥感系统除飞行平台以外还包括软件和硬件的组成。小型的无人机飞行器在进行自动控制时，需通过传感器对飞行器的速度、位置、姿态反馈信息加以收集，反馈信息来自不同传感器。惯性测量模块获取姿态状态，GPS技术获取速度与位置信息，但是因为单一通过GPS技术和IMU难以达到数据高精准化，因此需要在传感器系统中加入陀螺仪和气压计，并采取数据信息融合技术，从而确保无人机飞行器能够安全、稳定地进行飞行工作。传感器相关设备和控制系统的主要功能是获取信息数据，在无人机系统中常用传感器有热成像仪、气象传感器、CCD等敏感组件。数据传输系统是指将传感器所获取的数据信息传送至地面监测系统，并确保在传输的过程中数据能够保持完整性和清晰度。

2.2 非常规无人机航测系统

相比于常规无人机飞行器，非常规无人机飞行器造价成本较低，因为其使用方便、造价低、体积小，对于环境的要求比较低、具有智能化的特点逐渐由军事领域拓展至多个行业的应用，其特点主要有以下三点：第一，非量测相机，之所以无人机飞行器能够得到广泛的应用，主要是因其配载的遥感设备已经逐渐普遍，已经不再是重量沉重、造价昂贵、小型飞行器无法配载量测相机。非量测相机因为其内方位未知，因此其拍摄到的图像没有准确的位置关系，同时因为畸变系数性能不稳定，因此无法直接对像位进行计算解析。现阶段通过处理软件对相机的参数加以标定，然后对所获取的数据信息进行处理，从而获得图像具体的几个位置，但是在精度方面还需要加以提高。第二，飞行姿态不稳定，因为无人机飞行器是需要通过远程进行遥控的，因此根据测量摄影最低标准，规定的航向重叠度应当高于53百分之，旁向的重叠度应当高度15百分之，因为难以进行有效的控制，同时飞行器的飞行高度不能忽高忽低，同时因为非常规无人机飞行器重量轻、机身体积小，在空中容易受到气流的影响、地形条件影响、摄影区域地物变化，因此在重叠度方面会出现误差，特别是对于大比例影响图进行制作时，对飞行姿态和航迹的控制较为困难，航向重叠度高于60百分之、旁向重叠度高于30百分之，无人机飞行器姿态角控制在正负三度以内便能够符合要求。按照微型无人机的特性，其旁向重叠度保持在35至55百分之之间、航向重叠度保持在70至85百分之之间、姿态角保持在正负10度即可，另外还需要确保三度重叠的部门满足要求。第三，因为无人机对电磁环境具有极高的要求，如果飞行区域周围设置有高压电网，那么其飞行路线和内部程序会因电磁原因受到干扰，情况严重的话会导致飞行器坠毁，另外电磁干扰会对信息数据的传输和质量造成影响。

3 结语

总之，无人机技术在工程测绘过程中有非常大的优势，随着无人机技术不断提高，对于工程测绘工作的效率的提升有非常大的帮助，还可以降低对人员的安全威胁，提供更准确的测量结果，保证各项工程都可以顺利展开。无人机在未来会有更广泛的应用，被开发出来更多的功能，技术也会更成熟，无人机与大数据、智能技术的结合，会在更多的领域中得到应用。

参考文献:

[1]景瑞.无人机航测技术在工程测量中的应用[J].华北自然资源，2020（5）：85-86.

[2]陈龙海.无人机航测技术在航道工程中的应用[J].电子测试，2020（16）：116-117+13.