無人機測繪技術(shù)用于工程測量探究

馬友俊

（貴州省有色金屬和核工業(yè)地質(zhì)勘查局六總隊，貴州 黔東南 556000）

隨著我國城市化進程的加速，建設(shè)項目的數(shù)量和范圍進一步擴大，在建設(shè)項目的實際建設(shè)和管理過程中，必須使用先進的技術(shù)手段，促進項目整體的建設(shè)和發(fā)展。因此，隨著新時代的發(fā)展、科技水平的提高、無人機測繪技術(shù)的不斷創(chuàng)新和發(fā)展，測量項目的準(zhǔn)確性和操作性得到了提高。在工程測量中，無人機測繪技術(shù)廣泛應(yīng)用，操作方便。因此，為了充分發(fā)揮無人機測繪技術(shù)在工程測量中的優(yōu)越性，有必要將無人機測繪技術(shù)應(yīng)用于工程測量，對主要實踐內(nèi)容和技術(shù)方法進行實地調(diào)查和探討。

1 無人機測繪技術(shù)

所謂無人機測繪技術(shù)，實際上是指利用無人機設(shè)備、高分辨率數(shù)碼相機、其他遙感設(shè)備收集地面信息，然后利用計算機強大的計算能力對收集的地面信息進行處理。實際上，無人機測繪技術(shù)是全新的、綜合性的多功能測量、制圖技術(shù)，使用中具有記錄時間短、尺寸精度高的特點，具有高發(fā)展?jié)摿Α＝陙恚覈鞘谢l(fā)展迅速，現(xiàn)有建筑工程越來越不足，在這種情況下，應(yīng)當(dāng)擴大施工范圍，強化工程測繪。在這種情況下，無人機測繪技術(shù)起到了積極的作用，無人機測繪技術(shù)和工程測量、制圖技術(shù)的結(jié)合是工程測量的重要突破，在有效解決傳統(tǒng)測繪技術(shù)存在的問題的同時，促進無人機測繪技術(shù)的發(fā)展，所以，分析無人機測繪技術(shù)可以說具有重要意義。

2 無人機技術(shù)現(xiàn)狀

從現(xiàn)階段無人機發(fā)展情況來看，世界有許多國家正在研究無人機技術(shù)，還有一些國家將成型的無人機應(yīng)用到各領(lǐng)域中。我國無人機技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成型，在許多方面取得了理想成果，超越其他國家。無人機技術(shù)的研究與發(fā)展?jié)M足我國各領(lǐng)域發(fā)展需求，如處理重大事故，數(shù)字城市的建設(shè)、地質(zhì)勘探、環(huán)境監(jiān)測等。在現(xiàn)階段的社會中，無人機技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用，積累了許多技術(shù)資源，各種新應(yīng)用相繼出現(xiàn)，無人機就顯得比較突出，這是因為無人機技術(shù)正在逐漸成熟，其售后渠道也不斷正規(guī)化，各領(lǐng)域開始應(yīng)用無人機技術(shù)。針對最近興起的低空遙感技術(shù)，該技術(shù)最適合應(yīng)用于工程測量與地質(zhì)勘探中。該技術(shù)主要通過無人機搭載的數(shù)碼相機來進行攝影，獲得地表信息，運用GPS導(dǎo)航技術(shù)了解地形，該技術(shù)的特點就是機動性靈活，反應(yīng)快，有著很高的精準(zhǔn)度，能夠勝任低空作業(yè)。

3 無人機測繪技術(shù)在工程測量中的實踐作用以及技術(shù)優(yōu)勢

3.1 監(jiān)測尺度大

為了更好地反映測繪在工程中的操作性，在現(xiàn)階段的建筑物的改造和測量技術(shù)的應(yīng)用中，需要最大限度地發(fā)揮監(jiān)測效果。但是，需要注意的是，監(jiān)測效果的提高不僅擴大了監(jiān)視的范圍和應(yīng)用領(lǐng)域，還與精密的綜合技術(shù)的開發(fā)、無人機測繪技術(shù)的提高有關(guān)。在使用無人機測繪技術(shù)和遙感監(jiān)測時，需要在保證基本監(jiān)控區(qū)域的基礎(chǔ)上，有效地提高綜合監(jiān)測的精度和有效性。在作業(yè)和實際應(yīng)用中，利用無人機測繪技術(shù)，可以分析和處理工程內(nèi)容，因此，根據(jù)觀測領(lǐng)域的不同，需要基于測繪技術(shù)的適用性，將重點放在能夠應(yīng)用其他技術(shù)形式的技術(shù)內(nèi)容的分析、處理上。例如，特定的勘探區(qū)域和比較困難的環(huán)境區(qū)域，運用無人機測繪技術(shù)在復(fù)雜的環(huán)境中進行作戰(zhàn)，通過高質(zhì)量航空影像呈現(xiàn)出來，充分運用映射技術(shù)。

3.2 高清攝像

在工程測量過程中，需要對周邊環(huán)境進行相應(yīng)控制，通過應(yīng)用無人機測繪技術(shù)，可以獲得相對清晰的遙感監(jiān)測圖像，圖像的整體銳度很高，在實際的數(shù)據(jù)分析過程中，可以改善監(jiān)視內(nèi)容和整體范圍，提高最終的監(jiān)視效果。無人機測繪技術(shù)可以放大、縮小所拍攝照片的內(nèi)容，但主要依靠遙感技術(shù)來調(diào)整、控制相機設(shè)備，實現(xiàn)了在各種嚴(yán)酷環(huán)境下的正常運行，提高了測量效率。攝像設(shè)備所具有的及時控制還可以有效地滿足各種監(jiān)測環(huán)境的要求，從而更好地減少實際測量過程中的誤差數(shù)據(jù)，最終實現(xiàn)測量的實際目的和效果。

3.3 監(jiān)測率高

無人機測繪技術(shù)是一項新技術(shù)，在應(yīng)用和測量過程中具有突出的技術(shù)優(yōu)勢。在實際測量工程中，無人機測繪技術(shù)有廣泛的應(yīng)用效率，高效監(jiān)控項目風(fēng)險，快速確定風(fēng)險，及時發(fā)現(xiàn)風(fēng)險和問題，可以及時制定相應(yīng)的處理和解決措施，避免后續(xù)損失，最大限度地減少實際損失。將無人機測繪技術(shù)應(yīng)用于工程測量中，可以提高企業(yè)應(yīng)對各種自然災(zāi)害和事故風(fēng)險的能力，提高各種事件和災(zāi)害的應(yīng)對能力和實際處理效果，提高對企業(yè)的經(jīng)濟效益和社會效益，保證施工質(zhì)量。例如，通過無人機測繪技術(shù)可以更加直觀地觀測周圍地質(zhì)環(huán)境和自然災(zāi)害的現(xiàn)狀，直接制定適當(dāng)?shù)乃傩Σ吆徒鉀Q方案，可以提高項目整體的穩(wěn)定性，提高未來的發(fā)展水平。

4 無人機測繪技術(shù)用于工程測量的方法要點

4.1 數(shù)據(jù)處理

使用無人機測繪技術(shù)實時監(jiān)視工程建設(shè)信息和環(huán)境條件，接收相關(guān)數(shù)據(jù)后，處理數(shù)據(jù)內(nèi)容。以往的數(shù)據(jù)處理方法純粹是手工操作，難以保證數(shù)據(jù)的質(zhì)量和處理速度，應(yīng)用無人機測繪技術(shù)，對工程整體地理環(huán)境和外部環(huán)境進行綜合分析，考慮項目周邊生態(tài)條件。結(jié)合高空和低空拍攝的圖像內(nèi)容，進行數(shù)據(jù)分析，快速發(fā)現(xiàn)宏觀感應(yīng)問題，制定有效的數(shù)據(jù)傳輸戰(zhàn)略，提高無人機技術(shù)的數(shù)據(jù)處理速度和測量效率。

4.2 起降結(jié)構(gòu)和防風(fēng)技術(shù)

在測量中，無人機測繪技術(shù)必須考慮在叢林、山區(qū)、礦區(qū)等特殊環(huán)境中的使用效果。在測量領(lǐng)域，相關(guān)人員需要適當(dāng)調(diào)整無人機的起降，使其在適當(dāng)?shù)幕芯嚯x內(nèi)成功起飛。對于大型無人機來說，實際環(huán)境可能不滿足起飛條件，應(yīng)根據(jù)環(huán)境性質(zhì)調(diào)整起飛高度，提高其防風(fēng)能力，防止因山風(fēng)干擾而造成無人機墜落。另外，在將無人機測繪技術(shù)應(yīng)用于工程測量時，需要考慮機械設(shè)備的形狀和重量是否影響其啟動狀態(tài)，根據(jù)實際情況，適當(dāng)調(diào)整無人機設(shè)備參數(shù)，提高技術(shù)安全性，滿足測量技術(shù)的實際要求。

4.3 信息采集

為了將無人機測繪技術(shù)應(yīng)用于工程測量中，需要收集各種各樣的技術(shù)設(shè)計信息。根據(jù)數(shù)據(jù)收集主體的不同，對無人機測繪技術(shù)的應(yīng)用也不同。信息采集工作分為自動加密部分和手動采集部分。利用計算機技術(shù)和設(shè)備進行遠程測繪和控制時，需要手動收集相關(guān)數(shù)據(jù)。基站要求無人機測繪技術(shù)人員根據(jù)技術(shù)數(shù)據(jù)的實際需要操作無人機，完成圖像記錄，使圖像收集的內(nèi)容具有選擇性和準(zhǔn)確性，所獲得的數(shù)據(jù)信息更實用。自動加密技術(shù)是對內(nèi)部系統(tǒng)進行自我保護和控制的手段，安全保存信息，保證數(shù)據(jù)收集和應(yīng)用的穩(wěn)定性。

4.4 城市園林規(guī)劃測量中的無人機技術(shù)

城市規(guī)劃的發(fā)展需要大量的信息和數(shù)據(jù)，通過利用無人機技術(shù)可以獲得大量高精度測量數(shù)據(jù)，無人機的俯視圖在低空平臺上取得地上的地理信息，其精度和銳度很高，圖像的顏色和實際的顏色沒有很大的不同，同時，可以從不同角度搜索不同的信息數(shù)據(jù)。在數(shù)據(jù)處理過程中，無人機技術(shù)對收集到的大量信息進行適當(dāng)?shù)奶幚怼⒀芯俊z查，為人們提供有效的數(shù)據(jù)和信息。通過使用無人機遙感設(shè)備，可以看到整個計劃區(qū)域的光譜，能夠完全捕捉地形條件，計劃設(shè)計更加明確，作圖效果更加真實。在城市景觀規(guī)劃中，利用無人機遙感技術(shù)拓寬了設(shè)計思路，創(chuàng)造了許多奇觀，美化了環(huán)境，吸引了人們的欣賞。利用航空遙感攝影技術(shù)在公園綠地、生態(tài)走廊等區(qū)域進行空中攝影，記錄景觀設(shè)計的全過程，讓人們從三維角度理解景觀設(shè)計的內(nèi)容，享受景觀設(shè)計的效果，進一步推進地方景觀設(shè)計，可以生成最新的地形特征數(shù)據(jù)，為科學(xué)確定園林的發(fā)展和規(guī)模提供準(zhǔn)確的信息。

5 無人機測繪技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用范圍

5.1 海岸地形測量中的應(yīng)用

在海岸資源開發(fā)和其他生產(chǎn)活動中，測量海岸地形非常重要。將無人機測繪技術(shù)有效地應(yīng)用于海岸帶的測量，無人機可以全面收集測量區(qū)域的相關(guān)數(shù)據(jù)，大大提高海岸帶的測量水平。但是，在決定沿岸地區(qū)的無人機測量應(yīng)用之前，有必要進行研究，提高接收信息的有效性。

5.2 適用于城鄉(xiāng)計劃

技術(shù)人員花費大量時間研究城市和農(nóng)村發(fā)展計劃，繪制地形圖，為城市與農(nóng)村制定發(fā)展計劃奠定基礎(chǔ)。例如，在制定城市發(fā)展計劃時，需要了解城市發(fā)展情況，必須測量胡同和街道。當(dāng)然，需要利用無人機映射技術(shù)和空中攝影來修復(fù)街道的各個角落，空中攝影極大地再現(xiàn)了城市的景觀，可以根據(jù)指定的標(biāo)準(zhǔn)制作正確的測量圖。現(xiàn)在的城鄉(xiāng)規(guī)劃多會影響建筑和綠化，使用無人機映射技術(shù)來測量，可以保證數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確，施工人員在施工前可以選擇合理、優(yōu)化、最大化的解決方案，可以設(shè)計代表都市文化的小地標(biāo)，也可以植樹美化環(huán)境。運用無人機測繪技術(shù)，測量效率必然提高，無人機測量技術(shù)無疑可以提高城鄉(xiāng)規(guī)劃項目的容錯性，有效完成城鄉(xiāng)規(guī)劃項目。

5.3 礦山測量中的應(yīng)用

隨著我國經(jīng)濟發(fā)展水平不斷提高，資源消費也不斷增加，為了確保更準(zhǔn)確的能源供應(yīng)，有效地加速天自然源的開發(fā)和利用是很重要的。礦山的發(fā)展對環(huán)境產(chǎn)生惡劣影響，為了減少其影響，必須提高礦山測量項目測量的有效性，實現(xiàn)科學(xué)合理的數(shù)據(jù)收集，促進礦產(chǎn)資源開發(fā)率的提高，將無人機測繪技術(shù)應(yīng)用于礦山的測繪中，可以獲得有利數(shù)據(jù)，有助于保護礦產(chǎn)資源并提高礦產(chǎn)資源的利用效率。礦山地理環(huán)境復(fù)雜，地形險惡，采用常規(guī)方法無法了解周邊環(huán)境信息，無人機技術(shù)克服了這些困難，能夠得到關(guān)于礦山周邊地理環(huán)境的正確信息。無人機通過航拍獲取礦山周邊物體的圖像，對圖像進行科學(xué)有效的數(shù)據(jù)處理，接收相關(guān)測量數(shù)據(jù)，對整個礦山的開采和保護提供有效的數(shù)據(jù)和信息。無人機測繪技術(shù)的主要功能和特征是地面信息的搜索速度快、效率高、分辨率高，處理結(jié)果的精度和可靠性完全滿足礦山的計劃和測量要求。

5.4 突發(fā)映射狀況的進展情況

面對一些不可避免的自然災(zāi)害，必須充分注意控制自然環(huán)境，解決各種自然災(zāi)害，應(yīng)對緊急情況并從災(zāi)害中恢復(fù)過來，全面提高救助效率，保障生命安全，有效減少災(zāi)害影響。重大自然災(zāi)害發(fā)生后，救援部隊在搶救生命方面發(fā)揮了重要作用，必須正確認(rèn)識受災(zāi)地區(qū)的實際情況，及時了解被害者的地形和具體位置，災(zāi)害發(fā)生后，傳統(tǒng)人工測量方法不僅效率低下，而且準(zhǔn)確率低，需要很長時間才能完成，不能有效控制遇難者。但是，利用無人機遙感技術(shù)可以大大提高工作效率，獲得準(zhǔn)確的地理信息，對災(zāi)后的救助活動有很大的幫助，可以更好地保護人們的生命安全。例如，在受災(zāi)地的測量中，雖然利用航空遙感和衛(wèi)星技術(shù)進行測量，但是在雨天，很難及時且清晰地獲取受災(zāi)地的圖像，在該測量條件下，實現(xiàn)了無人機遙感技術(shù)的合理使用，不僅保證了與測量技術(shù)有關(guān)的人的安全，還確保了設(shè)備深入災(zāi)區(qū)，能夠動態(tài)測量突發(fā)事件。受災(zāi)地發(fā)生的地震及時有效地反映了受災(zāi)地的現(xiàn)狀，及時和全面的動態(tài)監(jiān)測過程可以收集更多關(guān)于后續(xù)補救措施的基礎(chǔ)線數(shù)據(jù)和信息，使救災(zāi)工作安全、有序開展。

5.5 傾斜攝影測量

無人機傾斜攝影測量是建筑工程測量中常用的測量方法，具有很多特點。首先，三維測量效果十分真實，觀測人員可以更方便地獲取周邊情況。其次，如果實際建模，則該模型可以提供更豐富和更現(xiàn)實的紋理信息。第三，有效地實現(xiàn)高精度的測量，通過合理應(yīng)用這些特性，運用各種制圖技術(shù)可以解決傳統(tǒng)制圖產(chǎn)品的低效率、高強度問題，可以有效避免長期反復(fù)檢測，在一定程度上可以大幅提高生產(chǎn)效率，通過項目計劃和驗收可以提供直觀完整的數(shù)據(jù)，有效支持行政部門的裁決。

5.6 和BIM技術(shù)的結(jié)合使用

我國無人機技術(shù)產(chǎn)業(yè)現(xiàn)在取得了前所未有的發(fā)展，該技術(shù)具有效率高、易操作的優(yōu)點，通過靈活運用這項技術(shù)，可以成為提高建筑業(yè)生產(chǎn)力的重要因素。無人機通過數(shù)據(jù)的收集和處理，將相關(guān)建設(shè)項目的數(shù)據(jù)傳入BIM模型，保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，大大提高了技術(shù)測量的收集效率。在我國，很多學(xué)者一直在摸索BIM模型和無人機的測量、制圖技術(shù)的結(jié)合，逐步形成了工程測量中無人機BIM價值鏈融合技術(shù)，在之后的研究中，獲得了很多有價值的理論基礎(chǔ)。在建筑工程中，無人機測量技術(shù)穩(wěn)定健康地發(fā)展著。

6 未來的無人機遙感技術(shù)發(fā)展展望

6.1 實現(xiàn)更為靈活的無人機飛行狀態(tài)及傳感器狀態(tài)控制

無人機測繪技術(shù)的發(fā)展是技術(shù)的飛躍，對于以往無人機傳感器精度低、影響測量和繪制精度的問題，現(xiàn)在無人機測繪技術(shù)更重視對飛行狀態(tài)的靈活控制，提高了無人機測繪技術(shù)的操作性和耐久性。

此外，無人機測繪技術(shù)需要提高測量技術(shù)的精度，提高傳感器的研究精度，使測繪成果更準(zhǔn)確。

6.2 無人機抗干擾性進一步提高

無人機測繪技術(shù)調(diào)查的部分山區(qū)地勢地形復(fù)雜，在這一點上，對于無人機來說，需要精密的起降能力。大型無人機在起降過程中需要進行某些滑行操作，這個過程受到地形因素的影響，不能正常上下運動，小型無人機又不能滿足高度和耐風(fēng)性要求，所有這些因素都會影響測繪成果的精度。因此，在未來無人機測繪技術(shù)的發(fā)展中，應(yīng)重視不同環(huán)境下無人機的抗干擾能力，加強其防風(fēng)能力，減少無人機的滑行過程，為此，需要研究無人機的自重，修正無人機的空中坐標(biāo)，提高無人機遙感技術(shù)的空中拍攝的穩(wěn)定性，保證測量結(jié)果的正確性。

7 結(jié)語

無人機測繪技術(shù)廣泛應(yīng)用于很多領(lǐng)域，為了發(fā)揮無人機測繪技術(shù)的最大優(yōu)勢，擴大無人機測繪技術(shù)的研究，無人機可以在低空遙感中快速捕捉各種地理信息，提高數(shù)據(jù)處理速度，完成高精度航空數(shù)碼相機的圖像收集，靈活準(zhǔn)確地完成圖像收集任務(wù)。建設(shè)項目的技術(shù)與計量要充分了解項目的基本情況，在收到技術(shù)資料后，必須制作完整的技術(shù)方案。無人機測繪技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用，具有觀測規(guī)模大、觀測范圍廣、觀測效率高、高空作業(yè)能力高、有科學(xué)技術(shù)知識等優(yōu)勢，大大提高了測量技術(shù)的效率和質(zhì)量，在現(xiàn)代工程項目的設(shè)計和施工中發(fā)揮著重要作用。無人機測繪技術(shù)的基本參數(shù)、方向性分析在不斷完善，為了實現(xiàn)高精度的圖攝影量和及時的反饋輸入，必須保證測量工作中無人機航飛時的安全運行。