測繪工程中無人機攝影測量技術的應用實踐

陳 偉，文志波

（江西省地質礦產勘查開發局贛西地質調查大隊，江西 南昌 330000）

隨著科技的發展，航空攝影技術也越來越成熟，該技術不僅在軍事領域得到了廣泛的應用，在人民工作生活的其他方面也得到了廣泛的應用。隨著航空攝影技術的成熟，相關研究人員提出了無人機攝影技術，該技術主要是使用無人機，對需要測繪的區域進行攝影，提取攝影數據，完成測量。UAV是無人機的通用名稱，無人機最早出現在1920年代，作為訓練目標而使用，但隨著技術的進步和應用需求的擴大，該技術逐漸應用在測繪工程中。在研究人員的不斷努力下，傳感器的精度不斷地提升，因此無人機測繪技術的精度也實現了質的飛躍，在各個領域中發揮著不可替代的作用，也為長期、大規模的數據采集提供了保障。因此研究了無人機測量技術在測繪中的應用。

1 測繪工程技術發展現狀

測繪工作是建設項目正常建設的前提和基礎，對施工效率和施工點選擇來說十分重要。測繪業務的順利開展，也影響到了工人的安全，準確、高效、順利地完成建設項目測繪工作，是建設項目的發展基礎，因此需要保證建設項目順利安全地實施。測繪技術的發展和應用對我國工程建筑來說十分重要，隨著計算機網絡、智能機器人等現代技術的應用發展，測繪技術也在不斷創新和發展。現代測繪技術研究中心利用了計算機網絡、智能機器人等技術的智能化和高效化，極大地避免了現有測繪技術的不足，測繪技術逐漸實現高效化、現代化、機械化結合，結合后的測繪新技術可以更準確、更高效地完成測繪，對保證建筑工程施工安全來說十分重要。

測繪技術伴隨著計算機技術和機器人技術向智能化、機械化方向發展，對傳統產業結構產生重大影響，也極大地改變了經濟發展方向，開創了一條新的道路。加快了中國經濟發展和現代化進程，為現代測繪技術的發展提供了新可能和新方向，與傳統測繪技術相比，現代測繪工程的測繪方法主要是GPS、GIS、RS，隨著測繪技術的成熟，在其他領域也逐漸得到了應用，也有了新的發展渠道。現代測繪技術能通過互聯網等方式進行多重備份和存儲，有效防止因紙質信息傳輸造成的信息傳輸不準確和信息傳輸缺陷。但是，我國測繪技術仍存在較大問題。

測繪工程是由多個項目組完成的，即測繪由專業工程師完成，具體工作由施工人員完成，后續檢查交由專業檢查員，上述人員合力完成一個測繪工程。但由于員工自身情況、不可抗力的影響，以及各部門之間缺乏順暢的溝通，即使完成了工作，工作質量也未必高。專項檢查機構是保證測繪工作質量的重要手段，但在機構檢查過程中還存在以下問題。一是檢驗人員素質參差不齊，在檢驗過程中很容易只看到表面，很難發現真正的問題。其次，檢查方式不夠公開透明，很多檢查人員受賄，不進行公正公開的檢查。當出現上述情況時，就會出現測繪質量難以保證的情況。

2 測繪工程中無人機攝影測量技術應用

2.1 像控點布設

使用無人機進行攝影測量時，應注意影像控制點的放置。只有經過科學計算，合理布置影像控制點，才能更好地完成測量任務，最終應該得到一個比較清晰的圖像，圖像控制點布設后可以捕捉清晰的圖像，更容易作出正確的判斷，為后續的無人機測量做準備。圖像控制點通常設置在靠近路徑的位置上并與側面保持合理距離，像控點布設有兩種方法，即四角法和八點法，布設示意圖如下圖1所示。

圖1 像控點布設示意圖

由圖1可知，a圖代表四角法，b圖代表八點法，布局時還應注意影像控制點周圍的環境，選擇地形相對平坦、起伏較小的區域進行布設。由于無人機攝影的最終目的是幫助工作人員清晰準確地捕捉測繪地區的關鍵信息，因此在部署過程中需要設置關鍵位置控制區，從而完成無人機攝影測量的前期準備工作。

2.2 航線設計

無人機攝影測量的前期準備工作是測繪的關鍵點之一。由于最終目的是完成某地區的測量，因此，在測繪時不能讓無人機處于自由飛行的狀態，必須根據實際情況合理地計算和選擇航線。選擇航線最重要的是根據被測項目的實際情況和測量的重點來設計合適的飛行航線。因此，在設計路徑時，必須根據自己的情況選擇最快、最清晰、最有序的拍攝路徑。同時，要適當避開斜坡、洞穴、瀑布等可能對無人機測繪造成不利影響的區域。

在設計航線的過程中，要注意無人機的飛行高度，只有選擇一個適合拍攝的中間位置才能進行清晰準確的拍攝。還需要注意路徑節點設置。需要達到對圍繞的路徑網絡部署的效果，才能實現高效測繪，只有經過科學計算并選擇正確的路徑，才能更好地控制無人機，更好地完成測繪工作。

2.3 補測

無人機測繪不是萬能的，按照現有的科技發展水平，無人機依然不能實現無盲區拍攝，在拍攝過程中，經常出現拍攝盲區，這種盲區的產生在目前的技術背景下是不可避免的。因此，工作人員在進行測繪時，應注意對測量盲點地區的補測，根據實際情況分析盲點的位置，在此基礎上必須結合當前的測量結果，重新排列測量點并再次測量。通過檢查盲點位置，彌補之前測繪的不足。如果在測繪時，出現了多處無法實現測繪的位置，可以使用人工測繪來彌補無人機測繪的盲點。只有這樣，才能更好地將人與智能結合起來，完成測繪任務。

2.4 三角測量

在進行一些特殊地區的測繪時，如地形測繪、高程測繪等，需要航拍進行測繪，這就需要將最新科技與無人機測繪過程相結合。事實上，工作人員在測繪時可以將無人機測量技術與定位系統相結合。為了進行更好的測量，需要根據定位系統建立攝影路線，并額外獲取目標區域的地形數據。

在測量過程中，無人機可以實時記錄和傳輸測量數據，從而科學合理地排列測繪圖像。為確保無人機測量數值的準確度，可以根據實際情況合理要求工作人員進行三角測量。即將定位系統傳輸的地理特征與地面測量儀器的測量結果和無人機拍攝的圖像進行有機結合，從而保證測量數據的準確性。

2.5 立體采編

隨著新時代的到來，人們對測繪工程的準確性要求越來越高，已經從單純的地表測繪發展到地形地貌等指標的綜合測繪，這種測繪方法被稱為立體采編，立體采編需要搜集和整理測試區域的地理環境和地質信息，這就需要在無人機攝影測繪過程中采用三維技術進行編輯。

測量時，測繪人員首先需要通過計算機計算合適的參數，以保證無人機測量過程中地平線的穩定性和測量精度，參數計算后，再結合適當的地面勘測和繪圖信息來執行全面光潔度計算。只有這樣，才能在保證測繪信息準確的基礎上，對測量情況進行三維編輯。在復雜地形的測量中，無人機必須根據實際情況對整個外部環境進行掃描，并通過參數設置對采集到的數據進行處理和校正。同時，要對測繪人員進行適當的重組，最后整合在一起，完成測繪任務。

3 應用實踐

3.1 工程實例

選取某工程，應用傳統的測繪技術和無人機測繪技術進行實踐，調查可知，該工程在施工時形成了4個深坑，現在需要填埋，因此，需要在項目范圍內繪制高精度地圖。由于工程區地形復雜，坡度陡，坑也較深，人工測量風險較大，施工周期長，因此，在實踐中采用無人機攝影測量技術和傳統的測繪技術對10個點的高度進行測量。在勘察準備階段，需要調查拍攝區域的氣候環境，避免測繪誤差。

3.2 實踐結果與討論

分別使用傳統的測繪技術和無人機攝影測量技術檢測工程深坑處10個危險區域的高度，檢測結果如下表1所示。

表1 實踐結果

由表1的高度檢測數值可知，無人機測繪技術測量的高度與實際值的差距最小，因此該技術具有精度高的優點，除此之外，該技術還能實現定向分析，節省了人力物力資源。

4 結語

綜上所述，隨著科學技術的不斷進步，工程對測繪的要求也越來越高，在這種情況下，必須跟隨實際發展的步伐進行適當優化，因此，應將無人機攝影測量的數據應用到測繪工程中，從而更好地完成測繪任務，除此之外，測繪技術人員還需要積極分析無人機攝影測量技術在使用中的問題，不斷進行改進，提高測繪作業的準確性，積極進行實踐，為實現高精度測繪作出貢獻。