無人機在測繪工程中的應用探討

胡勇，單摯

（衡東縣自然資源局，湖南 衡陽 421400）

1 引言

測繪工程在社會發展中發揮著非常重要的作用，將無人機技術應用到測繪工程中，能夠發揮出巨大的優勢。無人機本身的操作十分靈活，適應能力強，可以實現對于工程測繪數據信息的快速獲取，為工程項目的建設提供指導，也可以促進測繪工作人員的技術水平的提升[1]。

2 無人機測繪的原理

無人機測繪系統可以分為硬件和軟件2 部分。硬件部分包括了無人機、動力供給系統、電源調節裝置以及高清攝像頭等；軟件部分則包括飛行器操作系統、無人機控制系統、遙感系統和圖像處理軟件等。無人機測繪的基本原理是，由地面控制站依照具體的測繪需求和實際工況，選擇恰當的無人機并制定無人機航線，做好無人機姿態穩定控制、飛行軌跡控制和任務管理控制等，設計出最為間接的飛行航線，借助無人機上搭載的傳感器和高清攝像機，實現對地物的測量繪制[2]。

3 無人機測繪的優點

3.1 響應速度快

借助無人機進行測繪時，無人機一般采用的都是低空飛行，本身對起落場地要求較低，起飛所需的準備時間短，而且受天氣因素影響較小，能夠有效節約測量時間。同時，無人機一般都會搭配相應的車載系統，可以通過輸入任務來獲取相應的測繪結果[3]。而在面對突發性自然災害時，應急部門需要依照最新的地形數據信息來制訂應急方案，借助無人機，能夠實現對災區地質環境的快速測量，也可以將測繪數據通過無線傳輸的方式，及時回饋給應急部門，使得應急工作人員在進行災害應對和處理時，具備更快的響應速度。

3.2 測量范圍廣

傳統人工測繪需要工作人員攜帶各種各樣的測繪儀器進行實地測量，而因為測量環境的影響，測量的范圍相對較小。無人機測繪能夠對這一問題進行解決，實施測繪工作時，可以同時使用多臺無人機，依照不同測繪環境，在不同高度進行測量，不僅測繪工作效率高，測繪數據精度更準確，而且測繪的范圍更廣[4]。無人機測繪還可以借助光譜實現對于數據的有效分析處理，獲取大范圍區域的監測信息，也可以借助三維仿真模擬技術，在與數據庫信息進行對照的情況下，將監測得到的信息展示出來，以此來促進測繪質量的提高。

3.3 測繪成本低

一些大型項目在規劃過程中，很容易受到周邊環境因素的影響，不僅測繪工作的范圍較大，需要測繪的內容也十分繁雜，如果沿用傳統人工實地測繪的方式，會導致人工成本的增大，出現超出項目投資預算的情況，對項目開發的經濟性和安全性產生影響。借助無人機測繪技術，一天就可以完成數十平方千米的測繪，而且能夠保證數據的完整性和準確性，在提高測繪效率的同時，能夠降低人工成本的消耗，也可以就測量設備的損耗進行有效控制。

3.4 測繪時效強

傳統測繪工作需要手動輸入數據，在對數據進行匯總整理后，將數據傳遞給設計部門，但這樣會導致數據傳遞的滯后性，嚴重時可能對項目的開發效率產生影響。與之相比，無人機測繪能夠實現信息的有效聯動，而且可以在實施測繪工作的同時，借助無線網絡，將得到的各種數據信息傳輸給設計部門，設計部門可以依照現場地質環境，做好復測工作，也可以對獲得的測繪信息進行分析和校準工作，避免出現信息遺漏的問題。

4 無人機在測繪工程中的應用

無人機在測繪工程中的應用一般體現在以下幾個方面：

1）數據采集。無人機可以依照預先設定好的航線來對相關數據進行收集，技術人員需要根據測繪區域和飛行安全進行管理，借助定位系統來對無人機進行精確定位，準確獲取相應的坐標系統，確保測繪工作的高效實施。測繪資料獲取后，需要通過二次檢測來對數據質量進行檢驗，確保數據的完整性和準確性，以此來促進測繪工作效率和質量的提高。

2）圖像采集。無人機可以在測繪過程中進行影像的拍攝，借助三維建模等技術來對圖像進行加工處理。若測繪過程中，遇到不符合要求的數據，系統會自動對其進行處理，拍攝過程中相機可以通過自動變焦的方式來獲取清晰度更高的圖像。本文結合具體案例，對無人機在測繪工程中的應用進行分析和討論。

某礦區測繪中，礦區本身屬于山間盆地地形，最大海拔高度1 051.86m，海拔最低點為800m，整個礦區地勢復雜，植被茂盛且以林木和灌木為主，道路交通條件差，網絡信號差，從保證測繪工作質量的角度，使用無人機進行測繪工作[5]。

4.1 像控標記點設置

在對礦區進行測繪時，需要依照區域的形狀、面積和地形條件等，確定無人機飛行路線，這里依照自東向西的順序，設置9 條航線，無人機飛行高度為1 100m，將分辨率設置為0.16m，借助GPS 飛行控制系統實現對像控標志點的實時控制。依照礦山測繪條件，選擇地勢平坦且方便影像識別的區域，像控標記點的設置可以使用石灰粉，設置圓圈等醒目的標志。從該項目的具體情況分析，最終選擇的比例為1∶2000，在整個測區內，均勻設置10 個像控標志點。

4.2 測繪數據獲取

參考當地測繪機構建立起的CORS 網，對數據進行獲取和修正，選擇1985 國家高程基準，快眼Ⅱ型無人機，考慮工程的實際情況，在無人機上配置佳能EOS 5DS 數碼相機，該相機的像素較高，能夠獲得比較清晰的圖片。借助無人機遙感技術的應用，測繪信息呈現為瓦片形式，對照該信息能夠完成正射影像數據的切割工作，然后在百度地圖等地圖軟件中瀏覽。無人機在數據采集方面有著較好的優勢，在運用測量技術、攝影技術、遙感技術等先進技術的情況下，能夠獲取完善的數據影像，利用空三算法的拼接矯正功能，能夠切實保證測繪信息的合理性和準確性，優化區域網中的相關信息，繼而輸出標準化的數據格式。

4.3 測繪數據處理

該項目測量區域植被茂盛，無人機測繪得到的點云數據為高層數據，需要做好數據濾波，去除影響測量數據中的點云。可以使用Lidar Model 模板實現濾波操作，將點云數據轉化成網格數據，配合Raster 軟件獲得測區地面模型。

4.4 測繪結果分析

從保證工程質量的角度，需要對測繪結果精度進行檢查，檢測點應該遍布整個測繪區域，在均勻分布的同時，具備一定的代表性。對照測繪結果分析，測繪區域內無人機測繪像控點平面誤差和高程誤差分別小于0.05m 和0.2m，檢查點平面誤差小于0.3m，能夠滿足地形圖精度的要求。

5 結語

總而言之，無人機在工程測繪領域發揮著重要作用，能夠顯著提高測繪效率，降低測繪成本，應該得到測繪人員的重視和推廣，通過對無人機測繪技術的合理應用，保證工程測繪的效果。