低空无人机在测绘中的应用研究

低空无人机在测绘中的应用研究

刘长兵

四川常青土地整理有限公司，四川省成都市，610074

摘要：当今我国科技与经济的高速发展，同时伴随着计算机网络等现代技术的发展，国民经济建设中对测绘需求和要求急增，对测绘项目提出了更高的要求。传统测绘技术已无法满足当今市场的需求，现代测绘技术和先进测绘设备的应用是提高作业效率和成果质量的必备手段。小型轻便的无人机技术的日益成熟，应运而生低空无人机在测绘技术，大大提高了外业数据的采集效率和精度。基于此，本文对低空无人机的概述以及低空无人机在测绘工程中的应用进行了分析。

关键词：低空无人机；测绘技术；测绘工程；外业数据采集

引言

近年来，无人机航摄技术取得了非常明显的成绩，采用无人机航测进行外业数据采集，已经极大地降低了测绘工程的测绘难度，提高测绘的准度和精度，为测绘工程带来了非常大的便利。测绘工程相关企业为增强企业综合实力，提高了企业在市场中的竞争力，前期积极投入大量资金购买先进的无人机设备和培养相关技术人员，为企业的发展奠定了坚实的基础。

1 低空无人机的概述

无人机的全称是无人驾驶飞机，指的是通过一定设备进行无线电遥控对无人机进行控制飞行的一种技术，它需要地面设备进行辅助，而且还需要机载遥感设备以及平台载体；无人机技术可以让地面的工作人员了解数据信息，在预警方面也有重大突破，同时在获取信息这一方面得到了广泛应用。无人机技术的应用有一定特点存在，它的优势不需要有固定的跑道，不限制各种场地运用，山地地区均可以迅速飞行；多旋翼和固定翼无人机都采用垂起垂降的方式，既方便又快捷，又保证了飞行安全；该技术影像采集的数码分辨率极高，它是通过数码相机获取影像，并且获取的信息具有准确性，获取时间及时；还能够提供清晰的影像信息，为项目准确科学性提供了保障，以此形成了无人机航摄技术为核心的系统，它可以快速获取空间内的信息。低空无人机在测绘工程测量中的优势远远大于传统测量技术，可以使目标地区的相关信息更为直观，也方便查看。

2 低空无人机在测绘中的应用

2.1 采集数据

工程建设离不开详实、全面的数据支撑，所以必须确保工程测绘数据的较高精度，以保障较高的项目建设质量。由此可见，工程测绘数据收集工作的重要性，能够为工程决策提供有效依据。基于详实、全面的数据收集与分析，才能为优化化工程设计提供保障。低空无人机航摄技术在不同的测绘工作中都有着较为重要的应用。借助这一技术能过实现对不同类型数据的有效、全面收集，实现对数据的分析、汇总，对于保障和提升数据收集速度、精度都有着较为重要的作用。在具体操作过程中，在明确测绘区域之后，工作人员借助人机交互界面输入相应的操作指令来设计无人机航线，进入相应环境后执行操作指令，结合对测绘数据的收集、分析，完成工程测绘要求。

2.2 空中三角测量精度指标

低空无人机航摄技术在实际测绘工作中会结合前后方交会从而计算得出加密点或特殊点位的空间坐标，即空三测量法。实际测绘工作中空三测量的点位精确度极其重要，会直接影响到整个测绘工程。空三测量的精确度能够从以下两方面进行分析：首先，从理论角度分析，加密点坐标改正数值能够看成为随机误差数值，依据最小二乘平差函数关系以及协方差公式能够计算出坐标改正数值方差与协方差矩阵关系，从而有效计算出平差精确度。其次，可以将地面测绘数值看成为真实坐标值，通过分析地面控制点位平差坐标值与地面测绘坐标值之间的数值关系，用多余控制点位坐标值代替检查点位与多余观测值，能够有效计算出平差精确度。理论精度主要是指观测对象存在的误差分布规律，误差分布情况会受到区域网的实际网状结构与观测精度等因素影响，通过分许研究误差分布规律能够对控制点位以及网状结构等进行合理科学设计。在空三测量中常使用实际精度数值表示更加贴合事实的测绘数据，从理论角度来讲，当测绘数据不会受到不必要误差影响时，可以将实际精度等同于理论精度。但是在实际测绘工作中实际精度与理论精度会存在一定的数据误差，而不同的精度会导致平差模型以及观测值出现不同类型的误差。因此，即便是免像控的无人机航测，外业像控点和检查点的采集十分重要。

2.3 实现低空高分辨率的拍摄作业

在使用低空无人机进行航拍过程中，其所拍摄的资料分辨率较高，在测绘领域中有着十分重要的应用价值，且不会受到过多因素的干扰来保障其航摄精度，在现有的测绘工程中十分受欢迎，所以其利用率也相对较高。另外无人机体积较小，质量轻，航摄作业灵活，低空飞行时也不会受到云层的影响，进而使其实际的航摄数据更加丰富和准确，为后续工程控制奠定重要的数据基础。在无人机上还搭载了一定的通讯器具，能够利用该通讯设备来将其拍摄的相关数据最终传输到地面的计算机控制系统，利用相对应的计算机软件来处理数据，得到该地区的实际现状与地面情况，观察其是否能够实现后续工程的建设，其对于测绘数据的利用率提升有着十分重大的意义。

2.4 像控点布设

在利用无人机开展测量工作的过程中，需要合理布置像控点。为了保证像控点的布置合理性，航摄前利用谷歌影像或天地图进行像控点的概略位置进行标定。选取那些地势起伏不高、较为平缓的区域，并将点布设在航线的周围区域，因为地势较为复杂且倾斜角度稍大，会对布设像控点的成效产生影响。布设像控点的目的多是在拍摄核心部位时起到辅助作用，明确相应的数据信息及图像信息等。在开展外业实地布设工作时，需要明确重要位置并与之接近。像控点的布设是保证影像精度指标重要工作，必须严格按照要求完成。

2.5 测量分析恶劣环境

部分测绘工程的难度较大，工程所在区域环境较为恶劣，若使用常规测绘方式，将无法满足工程测绘要求，难以获取真实且完整的数据，此时可利用低空无人机实现有效的测绘工作。其可以采用低空飞行模式进行全方位航拍，获取相应的数据信息，然后对其进行科学分析，以便于为工程建设提供可靠的参考依据，保障测绘工程的顺利开展。此外，应当充分发挥现代科学技术的作用，智能化统计和分析低空无人机的航拍数据。在恶劣环境下，可使用低空无人机代替人工测量工作，不仅能够提高测绘效率，还有利于保护测绘人员的人身安全。

2.6 航测产品的利用

根据项目的需求，项目区地形地貌的分析，合理选择不同的飞行平台（固定翼或多旋翼）搭载正射相机、倾斜相机、三维激光雷达设备。高效的完成正射影像DOM、倾斜三维模型、三维激光点云数据、DSM、DEM等航测数字产品的生产。在自然资源部发布的《实景三维中国建设技术大纲（2021版）》中，空间数据部分包括“数字高程模型 （DEM）、数字表面模型（DSM）、数字正射影像（DOM）、 真正射影像（TDOM）、倾斜摄影三维模型、激光点云等。”在无人机产业优势和智能化转型价值的双重作用下，再结合测绘领域的巨大需求，政策、企业等多方因素的利好，无人机测绘的发展会越来越好。

3 结束语

综上所述，低空无人机技术在测绘工程中发挥出重要的作用，不但提高了测量的精准度和生产效率，在一定程度上降低了测绘生产成本，实现了低成本高质量工作目标。另外，无人机在地形测绘工程应用时，要与其他技术进行兼容，结合航空测绘和卫星遥感技术，不断提升无人机技术水平，为日后的测绘工程打下坚实基础，为测绘工程的实施提供保障。

参考文献：

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[3]邹江.低空无人机航空摄影技术在矿山地形图测绘中的应用分析[J].世界有色金属,2021(07):30-31.