测绘工程中无人机的应用流程及要点分析.pdf

中文科技期刊数据库（文摘版）工程技术 67 测绘工程中无人机的应用流程及要点分析 李平辉 航天规划设计集团有限公司，北京 100000 摘要：摘要：无人机作为一种新的测绘手段，具有精度高、操作便捷等特点，在测绘工程中得到了广泛应用。本文将以某工程项目为例，分析了无人机在该项目中的应用流程及要点，得出无人机在该项目中可用于外业数据采集、内业数据处理和三维建模等。通过实例分析表明：无人机测绘系统具有高效率、高精度等优点，能够满足项目的精度要求；通过该项目的应用，可促进该地区的生态文明建设、智慧城市建设等方面发展。关键词：关键词：测绘工程；无人机；应用流程；要点 中图分类号：中图分类号：P237 无人机作为一种新的测绘手段，具有体积小、机动灵活、精度高等特点，可快速获取数据，减少了人力物力投入，并可提高数据的处理效率。目前无人机的应用已越来越广泛，在军事方面的应用已非常成熟，无人机测绘技术也已发展到成熟阶段。无人机测绘是利用无人机搭载各种测绘仪器进行航空摄影测量工作，获取地物高精度的三维地理信息数据，实现数据采集、处理、建库和应用一体化。相较于传统的测绘技术手段，无人机技术具有效率高、成本低、监测范围大且具宏观经济性、作业灵活等优点。基于此将其应用于测绘工程中将具有必要性。1 无人机应用优势 1.1 测绘效率高 无人机在实际应用中，其响应能力较快，快速监测高效率，主要体现在以下几个方面：第一，无人机的飞行高度较高，通常可以达到百米以上，这就使得其在进行测绘任务时，可以对地面上的障碍物进行实时探测和判断，从而获取监测地区大范围的高清图像数据信息；第二，无人机搭载的传感器种类较多，可以通过多角度拍摄获取影像数据，并可对拍摄影像进行后期处理；第三，无人机能够自动完成任务设置，例如航拍任务时，可以通过设置参数来完成任务设置；第四，无人机具有较高的机动性和灵活性，可以灵活改变飞行方向、高度等。1.2 测量范围较广 随着技术的不断进步，无人机在测量方面的应用范围也在不断扩大，这对于测绘工程而言是十分有利的。传统测量手段主要是利用全站仪、RTK、激光测距仪等设备，但是这些设备对于地形的要求较为严格，尤其是对一些地势较为陡峭的区域而言，一般都会选择使用这些设备进行测量，但是也不能完全保证测绘结果的精确性。但是无人机则不同，它飞行高度高，避免测量员冒险上山的情况，同时保证了测绘精度，所以在一些地形较为陡峭的区域也可以采用无人机进行测量。此外，无人机还具有很高的灵活性，它可以在较短时间内获取高精度的地形数据，这对于工程而言是非常有利的。1.3 成本较低 无人机测绘技术主要由以下几个部分构成：无人机飞行控制系统、数码相机、航摄设备、数据处理软件等。无人机飞行控制系统是整个无人机测绘技术的核心，其主要作用是对无人机进行精确控制，保证无人机在测绘过程中保持匀速飞行；数码相机是无人机的重要传感器，通过它可以获取被测物体的位置、形状、大小和颜色等信息。与传统的测绘方式相比，无人机测绘技术可以实现自动化、智能化和微型化的特点，在节约人力成本方面发挥了重要作用。无人机测绘技术的应用，一方面减少了传统测绘中需要动用的人力资源，降低了人力成本；另一方面可以减少大量的测量工作，为后期的数据处理工作提供了便利。2 测绘工程中无人机的应用流程及要点 2.1 做好航摄准备工作 无人机在航摄工作开始前，首先要做好准备工作，比如测绘工程需要使用到的仪器设备、技术人员、飞行任务的规划以及有关无人机的相关资料等。在此期间，还需要考虑到所使用的无人机型号，一般情况下，中文科技期刊数据库（文摘版）工程技术 68 在选择无人机时都会优先选择技术性能和价格比比较高的无人机，这样可以保证航摄工作的顺利开展。在进行航摄之前，需要对项目场地进行详细调查，将飞机起降所需要的场地、航飞计划日期天气活动以及是否存在航空管制和军事禁飞区等条件都要调查清楚，还应该对周围环境进行详细考察，如果周围存在树木或者是高压线等障碍物时，需要对飞机进行避让处理；如果存在其他动物活动区域，那么就应该考虑取消航摄工作。2.2 落实外业采集流程 在无人机航摄准备工作完成后，应根据现场作业环境确定好像控点布设区域同时要制定出合理的航线，设置满足测绘要求的航摄参数，以确保飞行安全，并达到预期的测绘效果。在进行外业采集工作时，应遵循以下操作流程：（1）像控点布设 在进行像控点布设时，应根据当地实际情况和所处区域的地貌、植被等情况进行合理布设，同时应做好对周边环境的保护工作，尽量减少外界因素对采集工作造成的影响。在布设像控点时，应做好以下几方面工作：确定好像控点布设方案后，应根据实际情况选择合理的航线，并做好航向重叠度与旁向重叠度的设置工作。在无人机航摄时，要根据航线高度进行设定，并保证其不会受到大气折射等影响。在设置航线时，应尽量选择无风、平坦地区飞行，避开植被覆盖、建筑物密集区域，以减少作业难度。像控点位置应选择在平坦地区或空旷地区，确保其周边环境清晰、目标明显、视野开阔，并应保持一定的距离。在进行像控点布设时，应确保其位置距离地面高度较高，同时要保证其数量较多。像控点布设完成后要及时进行加密工作，并做好对其进行检查和维护工作。（2）航摄参数设置 航线规划主要以能获取到满足测绘需求和建模标准的测区影像及坐标数据为目的。正射航线需囊括测区;倾斜航线需在囊括测区下外扩行高距离，以满足测区边缘建模效果。航线规划一般主要包括航高确认、航线设置、航点设置、相机设置等。需确认测区航线分布、行高确认、重叠率确认、速度设置、确认各个拍摄点或转弯点的状况;相机设置需确认飞机天气情况及相机参数等。（3）航摄影像检查 飞行结束后，应在第一时间检查航摄质量，主要包括飞行质量（航线弯曲度、像片旋转角、像片重叠度等）、影像质量（影像地物反差、无云雾遮挡、清晰度和色彩等）、附件数据完整性等质量进行检查。2.3 航摄数据内业处理（1）无人机航测数据及 pos 数据整理 针对无人机航测数据，根据内业处理流程，需要进行像控点刺点，空中三角测量，三维实景模型构建等内业处理。而对于 pos 数据的整理，也需要进行相应的处理。在 pos 数据的整理中，一般会采用人工扫描或者是自动扫描方式进行采集数据，而在采集数据时，则需要注意数据的完整性、准确性及完整性，尽可能避免出现漏采、错采等现象。此外，影像匹配点的提取以及匹配点的坐标系转换工作在航测外业中采集到的原始数据，首先需要利用高精度相机进行影像匹配点检测。然后对其进行坐标转换，并在影像匹配点检测后，对其进行区域网平差处理。在此过程中，应注意对控制点的选择。在无人机航测系统中，一般会设置区域网平差系统，而区域网平差系统的设置主要是为了能够将所有匹配点的坐标转换到同一个坐标系当中。所以在进行数据采集时，则需要对其进行坐标系转换的操作。但在进行坐标系转换时，还需要注意尽量避免将误差较大的控制点移动到其他位置上，从而造成数据的不准确。此外在进行坐标系转换时，还应注意对相机的选择。一般情况下，应当尽量避免选择具有较大误差的相机，以确保能够获取较为准确的数据。（2）像控点刺点及空中三角测量 对 pos 数据整理完成后，可以利用 pos 数据来整理像片控制点和像片坐标，这是内业处理的关键。在完成了像控点刺点之后，就要利用空中三角测量进行空三加密，这是内业处理的关键环节，具体的应用分析如下：通过 pos 数据整理的数据可以作为内业的初始数据，对其进行连接，之后对其进行加密、刺点。中文科技期刊数据库（文摘版）工程技术 69 加密、刺点等工作完成后，要根据相应的规范以及设计，利用专门的软件来对其进行空中三角测量。空中三角测量中最重要的环节是空中三角测量。在空中三角测量过程中，需要根据航线数据、高程数据以及像片控制点等来进行空三加密，将其作为最终的成果。在进行空中三角测量的过程中，需要注意以下几个方面：一是对航线的选择要合理；二是像片控制点和像片坐标应准确；三是当像控点比较多时，应使用不同的软件来进行处理；四是选择合理的高程内插值。（3）三维实景模型构建 利用自动建模软件如 Smart3D、重建大师等对获取的多角度,高重叠度影像进行自动化空三加密、三角网构建、多视影像密集匹配、纹理映射进而获得三维实景模型。通过将所获取的影像数据导入到数字线划图（DLG）和正射影像（DOM）中，并对 DLG 和 DOM 进行人工标注，通过生成 DEM、DOM 和 DSM 的方式，来对地物进行详细的标记，以获取地物的空间信息和属性信息。在无人机测绘工程中，利用以上技术手段可以实现对测绘工程中所获取的高精度实景三维模型进行快速构建，该模型不但能够真实还原测绘工程中所拍摄到的影像数据，而且可以提高测绘工程中的应用效率和应用效果。结合以上技术手段可以获得真实的三维实景模型，通过与真实的三维模型进行对比，可以发现该三维实景模型具有较高的准确性。同时，在实际的测绘工程中，还需要对获取到的高精度实景三维模型进行人工检查和修复，并利用无人机搭载的航摄相机以及高清全景相机对实景三维模型进行人工检查和修复，确保所获得的三维实景模型能够真实还原测绘工程中所拍摄到的影像数据。利用该技术手段不仅能够对测绘工程中所获取到的实景三维模型进行人工检查和修复，而且还能够对测绘工程中所拍摄到的高精度影像数据进行快速采集和精准定位，并将其应用到城市规划、智慧交通、土地管理等多个领域中，在这些领域中不仅能够有效提升测绘工程中的应用效率和应用效果，而且还能够有效促进我国测绘行业的发展。2.4 航摄模型质量检查 航摄三维实景模型数据产品检查主要包括空间参考系、位置高程精度、模型精细度、纹理精细度、逻辑一致性、场景效果及模型附件质量等。针对不同的项目应用有不同的侧重点，在航测地形图的三维模型检查中要重点对平面精度、高程精度等位置信息进行检查，保证成图精度，对于模型精细度和纹理精细度只要不影响内业成图，可以适当放宽；而对于三维实景模型建设项目当中，要对模型精细度和纹理精细度进行重点检查，对可能存在的建筑物模型缺失漏洞、结构扭曲变形、悬浮物碎片、水面破洞等问题需要进行人工修补。在模型检查中，要注意模型的逻辑一致性，对模型之间存在的矛盾要及时发现并进行改正，保证模型的准确性和完整性；在场景效果检查中，要注意对模型中存在的不自然纹理、影像缺失等问题进行人工修补，保证场景效果的美观。3 结束语 总而言之，无人机测绘系统在测绘工程中的应用，具有高效率、高精度等优点，能为项目提供精准的数据；其广泛应用于生态文明建设、智慧城市建设等方面，促进了当地经济、社会等方面的发展。在今后的工作中，应进一步优化无人机测绘系统，提高无人机测绘系统的应用水平，使其能够更好地服务于测绘工程建设；同时应加强对无人机测绘系统的研究，掌握其技术要点，以促进我国测绘工程技术的发展。参考文献 1何惠霞.浅析无人机遥感技术在测绘工程测量中的应用J.城市建设理论研究(电子版),2023(8):98.2陈恺明.无人机技术在测绘工程中的应用与实践J.城市建设理论研究(电子版),2023(7):101-103.3江子凯.测绘工程测量中无人机遥感技术运用研究J.低碳世界,2023,13(01):60-62.4高海龙.探讨无人机遥感技术在金属矿山测绘工程测量中的应用J.世界有色金属,2023(01):13-15.5范玉俊.测绘工程测量中无人机遥感技术的运用研究J.四川建材,2022,48(12):53-54.6蔡奇.无人机遥感技术在测绘工程中的应用J.工程建设与设计,2022,493(23):167-169.