无人机低空摄影测量技术在工程测量中的应用分析

无人机低空摄影测量技术在工程测量中的应用分析

摘要：近年来，无人机低空摄影技术已经成为满足我国重大需求的一项重要技术之一，主要作用方面有社会经济发展、应急救灾、数字城市建设、处置突发事件、地质灾害、环境变化监测、矿山监测以及工程设计等。本文主要分析了无人机低空摄影测量技术在工程测量中的应用。

关键词：工程测量；无人机低空摄影测量技术；应用

1 无人机摄影测量系统的概述

无人机是小型轻型遥控飞行器，在机器上搭载高分辨率的摄影专用镜头，通过遥控和GPS 导向等方法以一定的速度和线路进行摄影记录的飞行器。无人机的飞行高度一般为地面200～300m，其数据主要记录方式为光栅影像，在飞行结束后可以利用专用的处理软件输出含有位置信息的栅格图像。其不但在测量领域有着广泛应用，在各个行业中的测绘都有着很好的应用，是一种新型的高科技的测量系统。

无人机测绘测量系统作为现代化测绘测量装备体系的重要组成部分，不仅在测绘测量应急保障服务中起着重要作用，也在国家政府部门的应急救援体系中充当着重要角色。推广应用无人机测绘测量技术，具有如下几点作用：①提高测绘测量应急服务保障水平；②增强测绘测量成果；③促进数字化城市建设步伐；

④提高社会管理效能。

2无人机低空摄影技术在工程测量中的重要性

2.1 无人机技术监测高效迅速

对于应急事件无人机能够及时对监测区域采取大范围监测，能够迅速生成监测区域的清晰的图像数据。其中单台无人机的周监测量最高可达2100km2左右，监测效率得到大幅度的提升。

2.2 无人机遥感监测范围大且具宏观性

针对不同航高无人机能够进行大范围、高空间的监测的同时，还能够对较小面积、地空间进行精准监测。另外，无人机遥感监测可同时采用多架无处理效率高人机、多次监测的方式对上万平方公里的监测区域进行监测作业。经过多光谱分析，可以得到大范围监测区域的各项监测信息，并将传统点信息和得到的信息相结合，得到整个监测区域的信息。监测区域情况可以利用三维仿模拟技术来进行宏观展示，同时这项技术能为相关部门的决策提供便利。

2.3 具有很高的处理效率

无人机技术的影像分辨率的范围在0.1～0.5m，比目前国内外的高分辨卫星影像数据的分辨率都要高，同时，其采集数据速度较快，处理效率也很高。

2.4 具有很强的周期性

无人机技术可以与GIS 或遥感应用系统进行集成处理，测绘测量应用也能够很便捷快速的进行搭载，为测绘测量工作的综合性和周期性提供了良好的保障服务。

3无人机低空摄影技术在测绘测量中的应用

3.1 低空无人机低空摄影测绘测量遥感系统的应用

常规航空摄影较为困难地区一般包括起降条件不好、云层位置偏低以及有高山处，在此区域内使用无人机测绘测量加护，能够高效、迅速的得到精确的高得到航空影像，大幅度提升测绘测量的现势性和测绘测量应急保障服务水平。同时高效率处理获得的高精度影像资料，并在监测城市变化、城市规划、重大工程、

国土资源遥感监测、应急救灾、开发在原监测与评估农林、建设新农村、城镇等方面起着重要作用；还能够加快城市建设，提高社会管理水平等。在测绘测量行业推广和发展低空无人机测绘测量遥感系统具有非常重要的意义，能够解决测绘测量成果的现势性，提升应急服务保障水平，对于建设数字中国、构建数字城市都有着不可替代的重要作用。低空无人机测绘测量遥感系统有很多方面的优势，例如机动灵活、反应迅速敏捷、精确度高、性能可靠安全、资金花费较少、应用范围大等。因此国家测绘局应该对此技术进行推广和发展，并大力支持地方测绘队伍在测绘测量过程中应用该技术。另外，研发人员也要积极进行研发工作并做好市场需求调研，在客户需要的基础上进行研发，建立健全售后服务机制体系，积极建立技术研发、运行维护、技术培训、售后服务以及技术更新等一条龙式服务，建立完善的低空无人机测绘测量系统的研发和应用网络。

3.2 无人飞艇低空航测系统的应用

此系统能够在低空条件下获得分辨率高、清晰度高的影像资料，满足大比例尺测图的需要。此系统配备自检校的特宽较低空数码相机系统，通过独特设计的检校软件和像片重叠关系纠正机械形变所造成的误差。通过边缘现场来弥补因相机姿态角偏旋所带来的精确度误差的问题。同时，此系统大幅度的减少了成像系统的重量，满足了无人及低空航测的需求。另外，map-at/cs软件提升了整个系统的自动化水平，影像处理能力较高，非常适合低空无人机航测。

3.3 中测系列无人机测绘测量遥感系统

此系统有三种型号：垂直尾、双发和倒桅尾。此系统的特点在于机动性好、适应性好、运行花费小，适合应用于新农村建设测绘和应急测绘等。其中，双发型中测无人机在雪域高原的第一次航测，也是在青藏高原地区无人机测绘测量遥感系统的首次应用。另外，此系统还是国内首次在GPS导航控制的基础上实现了定点曝光摄影和自动偏旋修正技术，配备了精度高的几何检校标定的小型数字相机，能够满足大比例尺测图的需要。作为我国航空遥感技术体系的重要组成成分的低空无人机飞行器航测遥感系统，从设计上看具有良好的系统性，从产品上看具有良好的实用性，从技术上看具有良好的创新性。被广泛应用在建设新农村、建设数字化城市、抗震救灾以及国家的重大工程等方面。

4无人机低空摄影在地形测量中的可行性

4.1 灵活的机动性

由于具有一定的灵活性，无人机并不需要专用的起降场地，且其非常短的升空时间，简易的操作系统和较低的运行成本，使得无人机的应用率大大上升。不同于有人飞机，无人机具备了按预定飞行航线自主飞行的功能，并且还有非常稳定的飞行姿态，有效地提升了拍摄和航线控制的精度。在正常的情况下，飞行平台的最高载油量为5kg，持续飞行器1600km，滞空时间达到16h 以上，且无人机的飞行高度是50～1000m，高度控制精度能够达到10m。因此无人机能够一次设定将近一百个地形测量航点，而且在完成设定的航点后就可以把新的地形测量航点上传上去，避免了降落后再输入的情况，充分展示了无人机的灵活性。

4.2 可靠的安全性

由于驾驶人员和地质科研人员不用驾驶飞机进行工作，因此无需担心飞行时会发生的人员伤亡问题。近几年我国无人机都装配了遥感系统，并且随着航空及计算机的飞速发展，使得无人机地形测量能力的可靠性获得了更大一步的提升。

4.3 使用多角度高分辨率的影像进行测量

由于无人机安装了高精度数码成像设备，具备垂直或倾斜摄影的技术能力。