无人机遥感影像测量技术在土石方量计算中的应用
基于无人机倾斜摄影测量的土石方量算
基于无人机倾斜摄影测量的土石方量算摘要：土方工程量计算是道路设计的重要内容之一，贯穿于项目整个生命周期，准确快速计算土方工程量对于节省项目总投资、合理分配项目资金具有重大意义。
倾斜摄影技术能快速采集数据，建立数字高程模型（DEM），将其与 BIM 技术结合能实现快速计算土方工程量。
基于此，本文将主要分析无人机倾斜摄影测量在土石方量算中的应用。
关键词：无人机；倾斜摄影；土石方量算1.无人机倾斜摄影测量的基本原理倾斜摄影测量技术是国际测绘遥感领域近年发展起来的一项高新技术，它可以通过在同一飞行平台上搭载的多台传感器，同时在多个视角采集影像，与此同时，机载传感器也记录下 POS 数据，并配合像控点等位置信息，嵌入影像等地理信息，从而生产可以量测的实景三维模型及其附属产品，如正射影像（DOM）、数字表面模型（DSM），从而获取地面上的真实地物信息。
目前，倾斜摄影测量技术已经逐步替代传统测绘在数字地形图生产、土石方量算等生产实践中被广泛应用。
2.无人机倾斜摄影测量土方量计算方法2.1无人机倾斜摄影技术倾斜摄影测量技术通常包括影像预处理、区域网联合平差、多视影像匹配、DSM 生成、真正射纠正、三维建模等关键内容。
倾斜影像测量的关键技术：①多视影像联合平差。
多视影像不仅包含垂直摄影数据，还包括倾斜摄影数据，结合POS 系统提供的多视影像外方位元素，在影像上进行同名点自动匹配和自由网光束法平差，得到较好的同名点匹配结果。
②多视影像密集匹配。
多视影像密集匹配过程中应充分考虑冗余信息，快速准确获取多视影像上的同名点坐标，进而获取地物的三维信息。
多视影像密集匹配技术的快速应用依赖于近年来随着计算机视觉发展起来的多基元、多视影像匹配技术。
③数字表面模型生产。
数字表面模型生产的关键技术是首先应选择合适的影像匹配单元进行特征匹配，其在获取高密度的数字表面模型后进行滤波处理，并融合不同的匹配单元，从而形成统一的数字表面模型。
无人机航测技术在高速铁路站场土石方计量中的应用
交通科技与管理117智慧交通与信息技术在高速铁路工程项目建设过程中，会涉及到土石方计量问题，尤其是在矿山地带，土地开发整理中，土石方计量对工程项目的经济效益带来直接的影响，无人机航测技术比传统航拍测量方式具有明显的优势，灵活度高，操作简单，且成本较低，现阶段已经在各类工程领域中得到应用，有效提高测量效率和测量数据的精准度。
以往在高速铁路站场土石方计量中多采用传统的测量方法，包括水准仪法，GPS测量等等，但这些测量方式需要由测量人员先对站场现场的地形环境进行逐一测量，工作量大，工期长，在遇到恶劣的环境时还会增加测量人员的安全隐患问题[1]。
无人机航测技术是一种全新的测量技术手段，通过现代化技术手段进行工程测绘和数据采集，尤其是在小区域范围内可以达到影像数据更新的要求，灵活度较高，受环境影响小，减少了人工现场作业，具有较高的现实意义和应用价值。
1 无人机航测技术概述及特点无人机航测技术是在无人机上放置摄影设备，来对工程数据进行测量和连续拍摄像片，根据地面控制点进行立体测绘和测量，专业人员通过将所获信息数据进行分析，制作地形图，智能化程度较高，减少测量人员的工作负担和工作量。
在传统的测量工作中一般采用大型飞机，空中作业的申请手续繁琐，航摄影仪体积大，且成本高，随着近年来无人机的发展，无人机和航空摄影相结合，发展为无人机航测技术，具备高灵活度和适用性广的特点，对于一些小区域范围内的数据测量和影像获取方面优势较大[2]。
在高速铁路工程项目建设中，阶段性勘测工程较多，这类工程的工期时间短，工程规模较小，如采用传统航测技术具备较大的风险，无人机航测技术可以凭借自身高灵活性的优势在站场土石方计量中应用的重要性更加突出。
在无人机航测技术应用时，只需要控制者及时查看摄影摄像即可，而且无人机操作简单，机身较小，可以很好的适应风向变化，可以减少设备震动问题，避免在数据采集时图像误差较大。
在测量前只需要将无人机的飞行路线进行提前设定，根据实际测量再及时修正，无人机系统就可以自动处理，操作简单[3]。
基于无人机航测遥感影像技术的土方数据分析施工工法(2)
基于无人机航测遥感影像技术的土方数据分析施工工法基于无人机航测遥感影像技术的土方数据分析施工工法一、前言随着无人机技术的发展与应用，无人机航测遥感影像技术在土方工程中得到了广泛的应用。
该工法利用无人机航测技术获取的高精度遥感影像数据，通过数据分析与处理，能够精确测定土方工程的体积、坡度和剖面，实现土方工程施工的精确控制和优化。
二、工法特点基于无人机航测遥感影像技术的土方数据分析施工工法具有以下特点：1. 高效快速：无人机航测技术可以在较短时间内获取大量高精度的遥感影像数据，大大提高了工程测量的效率。
2. 高精度：通过对遥感影像数据的处理与分析，可以实现对土方施工的精确控制，减少误差和浪费。
3. 实时反馈：遥感影像数据可以实时反馈给施工人员，及时调整施工计划和方法，提高施工的灵活性和质量。
4. 安全可靠：无人机航测遥感影像技术能够避免人工测量过程中可能存在的安全风险，提高施工的安全性和可靠性。
三、适应范围基于无人机航测遥感影像技术的土方数据分析施工工法适用于各类土方工程，包括道路、桥梁、水利工程等。
无人机航测技术可以适应不同地形和规模的工程项目，满足各类土方工程的施工需求。
四、工艺原理该工法的工艺原理是通过无人机航测技术获取高精度的遥感影像数据，再通过数据处理与分析，实现对土方工程的精确控制。
具体步骤包括：1. 无人机航测：使用无人机进行航测，获取工程区域的遥感影像数据。
2. 数据处理：对航测获取的遥感影像数据进行处理和修正，提高影像质量。
3. 数据分析：利用遥感影像数据分析软件对数据进行分析，提取地表和地下的土方信息。
4. 土方量算：根据分析得到的数据，进行土方量的计算和测量，确定施工工法和方案。
5.工艺调整：根据土方量算结果，对施工工法和方案进行调整和优化，以提高施工效果。
6. 实际施工：根据优化后的方案和工法进行实际施工，通过实时遥感影像数据反馈进行施工质量控制。
五、施工工艺施工工艺分为以下几个阶段：1. 前期准备：确定工程范围和施工要求，制定工程计划和施工方案。
无人机遥感技术在工程测量中的应用
无人机遥感技术在工程测量中的应用在当今的工程测量领域，新技术的不断涌现为测量工作带来了更高的精度、效率和便捷性。
其中，无人机遥感技术凭借其独特的优势，逐渐成为工程测量中的重要手段。
无人机遥感技术，简单来说，就是利用无人机搭载各种传感器设备，对地面目标进行数据采集和分析的一种技术。
与传统的测量方法相比，它具有许多显著的优点。
首先，无人机遥感技术能够快速获取大面积的数据。
在一些大型工程项目中，如高速公路、铁路的建设，需要对广阔的区域进行地形测绘和地质勘查。
传统的测量方式往往需要耗费大量的时间和人力，而无人机可以在较短的时间内完成大面积的测量任务，大大提高了工作效率。
其次，无人机能够获取高分辨率的影像数据。
这意味着可以清晰地分辨出地面上的微小细节，对于工程测量中的建筑物、道路、桥梁等设施的细节测量非常有帮助。
而且，高分辨率的影像还能够为后续的设计和施工提供更加准确和详细的参考。
再者，无人机遥感技术具有很强的灵活性和适应性。
它可以在复杂的地形和恶劣的环境条件下进行测量工作，比如山区、河流、森林等地区。
不受地形和交通条件的限制，能够到达一些传统测量方法难以到达的地方。
在实际的工程测量应用中，无人机遥感技术发挥着重要的作用。
在地形测绘方面，无人机可以快速获取地形的三维信息，生成高精度的数字高程模型（DEM）和数字表面模型（DSM）。
这些模型能够为工程设计提供准确的地形数据，帮助工程师更好地规划和设计道路、桥梁、水利工程等项目。
在土地利用调查中，通过无人机获取的影像，可以清晰地分辨出不同类型的土地利用情况，如耕地、林地、建设用地等。
这对于城市规划、土地管理等工作具有重要的意义。
在工程监测方面，无人机可以定期对工程建设项目进行监测，及时发现施工过程中的问题和隐患。
例如，在桥梁建设中，可以监测桥梁的变形和位移情况；在道路施工中，可以监测路面的平整度和压实度等。
此外，在地质勘查和矿产资源调查中，无人机遥感技术也能够发挥独特的作用。
超低空遥感技术在山区公路土石方计量中的应用
超低空遥感技术在山区公路土石方计量中的应用摘要：土石方计量是决定公路建设进度和工程造价的核心环节。
在山区公路建设中广泛存在“高、陡、滑、深”类复杂作业区域，一方面增加了土石方计量工作的难度和造价，一方面降低了作业效率和安全保障。
本文以无人机数据系统为平台，将超低空遥感技术应用到山区公路的土石方计量中。
首先，采用无人机对现场的地形地貌进行遥感监测，获得外业数据。
然后，基于Pix4d软件完成计量区域内地形地貌的三维重构。
最后，结合道路设计软件EIcad拟合设计路线和重构地图，提取具体路线的空间数据，计算新建公路的土石方量。
超低空遥感技术在山区公路土石方计量工作中的应用，有效提高了路基土方的利用率和作业效率，确保了工程进度、作业安全和生态保护，是一项具有社会效益和工程价值的创新。
关键词：超低空遥感技术；无人机；土石方计量；山区公路HUANG Fei Xin1, ZHANG Qu2,PAN Yong2, LONG Yi31.Guangdong Huiqing Expressway Co., Ltd..，Guangzhou 510635，China2.Guangzhou YuChen Information Technology Co., Ltd., Guangzhou510000，Guangdong，China3. Nanjing Normal University，Nanjing 210046，ChinaAbstract：Earth and stone measurement is the core link that determines the progress of highway construction and construction cost. In the construction of mountain roads, there are a wide rangeof complex areas of “high, steep, slippery and deep”. On the one hand, it increases the difficultyand cost of earthwork measurement, and on the one hand reduces the efficiency and safety. This paper uses the UAV data system as a platform to apply ultra-low altitude remote sensing technology to the earthwork measurement of mountain roads. Firstly, the UAV is used to remotely monitor the topography of the site and obtain field data. Then, based on Pix4d software, the 3D reconstruction of the topography in the metrology area is completed. Finally, combined with the road design software EIcad to fit the design route and reconstruct the map, extract the spatial data of the specific route, and calculate the earthwork volume of the new road. The application of ultra-low altitude remote sensing technology in the earthwork measurement of mountain roads has effectively improved the utilization and operation efficiency of roadbed earthwork, and ensuredthe progress of the project, operational safety and ecological protection. It is an innovation with social and engineering value..Keyword: Drone, ultra low altitude remote sensing, mountain road, earth and stone0 引言近年来，随着国民经济的高速发展，以及国家路网结构密集化进程的不断推进，全国各地的公路建设呈井喷式发展。
无人机航空摄影测量在土石方量计算中的应用分析
无人机航空摄影测量在土石方量计算中的应用分析摘要：无人机航测技术作为近年来迅猛发展的一项航空测绘技术的新延伸、新技术，其机动灵活、操作简便、内外业工作强度低、效率高、数据采集高效、影像成果分辨率高等优点，可为工程项目施工的土石方量计算提供高效的解决方案。
本文以应用流程与原理为主阐述了无人机航测技术在土石方量计算中的应用，提出了作业技术路线，并从地形数据采集、航测数据内业处理、场地开挖模型创建、土石方量计算分析等方面阐述了作业流程，希望可以为无人机航测技术的应用与发展提供参考。
关键词：无人机航空摄影测量；土石方量计算；应用分析引言土方量的计算是工程施工的一个关键环节，也是各类建筑工程的第一项分部工程。
在各种建筑工程施工中，如场地平整、一般土方、基坑开挖等，土方量算精度的准确性都对工程建设有着关键的影响，并且土方量计算的精度直接关系着工程量的预算。
土方量计算有两个方面的目的：①量算测区内现势标高与设计标高二者之间的填挖量；②量算测区内填挖前后的土石方量差值。
传统的DTM法外业采集主要是用全站仪进行外业测量，由于无人机航空摄影测量技术的发展，它正以作业速度快、人工依赖小、点位精度高，以及点位密度无限大等特点替代传统外业采集方法，在土石方量算中发挥着重要的作用。
1、无人机航空摄影测量技术的优势无人机航空摄影测量技术采用了摄像机和高分辨率数码相机结合的测量方式进行广泛的空间数据采集，最终以视频资料的形式呈现出来，为土石方量计算工作提供可靠的参考依据，无人机航空摄影测量技术具有以下特点：1.1视角广无人机航空摄影测量技术同时启用了垂直摄像和倾斜摄像的功能，在这种情况下，即便是测量现场没有专门的起降区域，仍然可以支持无人机的正常拍摄，工作人员能够从中得到立体化的航拍录像，实现无人机的全景观测[1]。
1.2灵活应用性高由于无人机航空摄影测量技术运用到了高清数码成像设备，该设备可以进行倾斜和垂直拍摄，即使在复杂的地势条件下，依然可以保障地形图测绘工作的顺利完成。
无人机遥感技术在测绘工程测量中的应用
无人机遥感技术在测绘工程测量中的应用随着科技的不断发展，无人机遥感技术已经成为测绘工程测量中的重要应用手段。
无人机遥感技术以其高效、精准、灵活等特点，广泛应用于土地测绘、地质勘探、水资源调查、环境监测等领域，为测绘工程测量带来了革命性的变革。
本文将从无人机遥感技术的基本原理、在测绘工程测量中的应用以及发展趋势等方面进行探讨。
一、无人机遥感技术的基本原理无人机遥感技术是指利用载有各种传感器的无人机，通过航拍、遥感等手段获取地面信息，进行数据采集、处理和分析的技术。
其基本原理包括以下几点：1. 传感器采集数据：无人机上搭载多种传感器，如光学相机、红外相机、激光雷达等，用于采集地面信息的光学、热量、高度等数据。
2. 数据传输：无人机通过数据链将采集的信息传输至地面控制中心或者云端服务器，进行存储和分析。
3. 数据处理：将采集到的数据进行处理和分析，提取有用信息，生成地图、模型等测绘产品。
1. 高精度地图制作：传统的地图制作需要地面测量和人工绘制，耗时耗力且成本高昂。
而利用无人机遥感技术，可以快速获取大范围的高分辨率影像数据，通过数字摄影测量技术，生成高精度地图，为城市规划、地理信息系统（GIS）提供了重要数据支持。
2. 建筑物立面测绘：无人机遥感技术可以实现建筑物的立体测绘，利用激光雷达扫描仪，可以获取建筑物立面的三维模型数据，为建筑设计、城市复兴等提供了可靠的数据基础。
3. 地质勘探与勘测：对于地质资源的勘探，往常需要人力物力，而利用无人机遥感技术，可以实现对矿区、山体等地质环境的快速调查与监测，为地质灾害预警、矿产资源评估等提供了技术支持。
4. 水域资源调查：无人机遥感技术可以实现对水域资源的调查与监测，包括湖泊、河流、水库等水体，可以获取水域的面积、深度、水质等信息，为水利工程规划、水资源管理提供了重要依据。
5. 农业监测与精准农业：利用多光谱相机和红外相机进行航拍，可以获取农田的生长情况、病虫害监测等信息，为农业生产提供精准技术支持。
无人机在土石方计算中的应用的技术方案
无人机在土石方计算中的应用的技术方案摘要：一、引言二、土石方计算的重要性三、无人机在土石方计算中的优势四、无人机技术方案的具体应用1.数据采集2.数据处理与分析3.土石方计算成果的呈现五、案例分享六、总结与展望正文：【引言】随着科技的发展，无人机在各领域的应用越来越广泛。
土石方计算作为工程领域中的重要环节，也逐渐与无人机技术相结合。
本文将探讨无人机在土石方计算中的应用技术方案。
【土石方计算的重要性】土石方计算是工程建设中不可或缺的一个环节，它涉及到工程量的核算、成本的估算以及施工方案的制定。
传统的土石方计算方法主要依靠人工测量和统计，耗时耗力且精度较低。
随着无人机技术的发展，利用无人机进行土石方计算成为了一种新的趋势。
【无人机在土石方计算中的优势】无人机在土石方计算中具有以下优势：1.提高工作效率：无人机可以快速采集大面积的地形数据，缩短了测量时间。
2.提高数据精度：无人机搭载的高清摄像头和传感器可以获取高精度的数据，提高了土石方计算的准确性。
3.降低成本：相较于传统的人工测量方法，无人机测量减少了人力物力的投入，降低了成本。
4.减少安全隐患：无人机测量避免了人工在高空、险峻地区作业的安全隐患。
【无人机技术方案的具体应用】无人机在土石方计算中的应用主要分为以下几个步骤：1.数据采集：无人机搭载的高清摄像头和传感器对目标区域进行扫描，获取地形、地貌等信息。
2.数据处理与分析：将采集到的数据通过专业软件进行处理，生成数字高程模型（DEM）等数据。
通过对这些数据进行分析，提取土石方计算所需的参数。
3.土石方计算成果的呈现：将处理分析后的数据导入土石方计算软件，得出土石方工程量、挖填方量等成果，并以图表或报告的形式展示。
【案例分享】某水利工程项目，通过无人机技术采集了项目区域的地形数据。
经过数据处理和分析，成功计算出了土石方工程量，为项目施工提供了准确的依据。
【总结与展望】无人机在土石方计算中的应用极大地提高了工作效率、数据精度和安全性，降低了成本。
无人机航测技术在土方测量中的应用研究
无人机航测技术在土方测量中的应用研究摘要：无人机航测技术应用范围较为广泛，该技术在土方测量中的应用能够在一定程度上提高土方测量的效率和质量。
文章对土方测量重要性进行分析，探讨无人机航测技术在土方测量中的应用。
关键字：无人机；航测技术；土方测量；测量技术引言传统的土方计算及测量方法包括DTM法、方格网法、散点法和纵断面法等，一般会存在精度低、误差大、过程繁杂、投入人工成本高等缺点。
随着无人机航测技术的快速发展，差分GPS硬件设备的集成和测量软件系统的更新，使高精度、免像控的无人机航测技术应用进入平民化时代。
高集成、高效率、分布式数据处理系统的出现，简化了数据采集到成果应用之间的过程，使无人机航测技术广泛应用于测绘、水利、林业、应急等行业，成为数据快速采集与处理的重要技术手段。
1土方测量的重要性土方测量(计算)是工程设计、工程施工中一项重要工作内容。
在区域土方平衡、场地平整、矿业开采、道路施工、建筑施工中，都需要精确地计算出填、挖方量，并以此作为土方施工费用结算、工程造价预算的重要依据。
土方测量(计算)结果的准确性是项目管理方、施工方、审计方等关注的重点。
影响土方测量结果准确性的因素，集中在外业数据采集、内业土方计算两个阶段。
随着GNSSRTK技术、大地水准面精化技术、机载雷达技术、三维激光扫描技术、无人机倾斜摄影技术等高新测绘技术的应用,作业人员按规范要求作业，外业数据采集精度可得到有效保证。
因此，采用合理严谨的土方计算方法，提高土方测量的准确性，显得尤为重要。
2无人机航测技术应用于土方测量的优势目前，建筑用地设计地形的实现必须依靠土方施工来完成，建筑物、构筑物、道路及广场等工程的建设，都是从挖掘基坑、修筑基础等土方施工开始的。
因此在工程建设中，如何提高土方测量的速度和精度，减少土方量计算的误差，提高计算精度，具有重要的现实意义。
常规的土方计算方法包括方格网法、断面法、DTM法、等高线法、区域土石方量平衡法和平均高程法。
基础工程土石方量计算中无人机的应用探究
基础工程土石方量计算中无人机的应用探究摘要：当前传统土石方量测量手段在实际操作当中出现了很多弊端，例如作业效率较低、安全隐患较多等，随着经济的蓬勃发展，无人机摄影测量技术被用于工程土石方量测量方法当中，并展现了高效获取工程区域三维地形、减少外业工作量和使内业自动化程度高等众多优势，从而达到符合国家规范的土石方计算精度要求。
据此，本文以无人机摄影技术概况为出发点，阐述了当前基于工程土石方量计算的无人机操作流程，并对无人机倾斜摄影测量土方量实验与应用进行分析，希望为未来基础工程土石方量计算中无人机的应用探究提供新思路。
关键词：土石方量计算；无人机应用；工程测量引言：近几年国内许多工程更多利用三维扫描仪来得到有关土石方测量的具体数据，三维扫描仪得到的云数据虽然能在密度上能维持测量的精确度,但是其设备获取的数据在图幅拼接上对工作人员的职业要求较高，在拼接过程中为了保证图像的重叠度,测量效率将大幅度下降。
除此以外，测量点的选择也十分重要，这将依靠于测量人员的操作水平，因此通过利用无人机的测量技术来计算土石方量，既能减轻内业工作人员的操作负担，还能得到高精度的地面数据，提高测量结果的准确性。
1.无人机摄影技术概况现代无人机摄影技术具备机敏、反应快、操作简单等多种优势，所以通过无人机作为航空摄影设备可以更快速地获得符合要求、高分辨率的图像与数据。
随着无人机摄影测量技术的发展与应用，其内容通常包括图像预操作、区域网联合平差、多视影像合作、三维立体建模等，以下为主要三种测量功能。
首先是无人机的多视影像联合平差功能，多视摄影不仅囊括了垂直拍摄信息，还包括倾斜摄影数据，再结合POS设备提供的多视影像外方位数据，使得其在影像上得以同名点自动匹配和自由网光束法平差，以此得到更好的同名点匹配效果。
其次是多视影像密集匹配功能，现代影像匹配始终是国内企业对土石方量摄影测量的基本问题之一，因此怎样在匹配过程中充分思考冗余数据，得以准确获取多视摄像中的同名点坐标，进而得到地质的更多数据，是多视影像匹配的重要任务。
分析无人机遥感技术在土木工程中的应用现状
分析无人机遥感技术在土木工程中的应用现状摘要：在开展土木工程建设前期，必须要求有关部门应用无人机遥感技术做好各项勘测工作，并在各项勘察信息和数据参数支持下确定土木工程建设方案。
避免土木工程建设出现问题，以此彰显无人机遥感技术应用价值。
本文就土木工程展开研究，首先简单介绍无人机遥感系统，明确相关系统组成。
之后介绍无人机遥感技术在土木工程中应用现状，全面发挥无人机遥感技术作用效果，以此推进土木工程勘测、建设和运行稳步开展。
关键词：无人机遥感技术；土木工程；工程勘测引言由于土木工程勘测和实际建设时会受到外在因素干扰，这就导致相应工程建设质量和技术性能受到极大影响。
基于此，就应在无人机遥感技术支持下对土木工程勘测和建设过程中出现的问题实施优化处理。
突出无人机遥感技术作用效果，不断强化土木工程勘测、建设和运行这三个阶段之间关联性和实施效果。
同时，必须保证相关人员对无人机遥感技术有所了解，使得无人机遥感技术在土木工程中应用价值得以彰显。
1无人机遥感系统介绍为强化无人机遥感技术在土木工程中应用力度，必须保证无人机遥感系统运行效果，并通过相应系统对土木工程展开有效勘测，继而得出准确数据信息，为促使土木工程建设以及各项基础工作顺利开展提供动力支持。
而且针对无人机遥感系统展开研究分析，明确该项系统是由GPS导航卫星、无人机遥感平台、移动地面站、数据处理中心、数据接收站、地面控制中心、地面数据接收处理中心和数据管理中心等基础结构构成的。
这就应保证各种新系统以及相关设备运行合理性和稳定性，以此强化无人机遥感系统综合运行模式，使得相关系统在土木工程中作用效果得以彰显。
而且应用于土木工程中的无人机遥感技术也有很多种，不同无人机遥感技术表现形式和作用效果存在一定差异，这就应要求土木工程建设部门可以在考虑各项基础因素条件下选取适当无人机遥感技术，避免无人机遥感技术在实际应用过程中出现问题。
为彰显无人机遥感技术应用价值，还应强化无人机遥感技术与各项现代化技术手段之间配合力度，避免无人机遥感技术在具体应用过程中出现问题，彰显无人机遥感技术在土木工程地形勘测和综合建设中作用效果。
低空无人机摄影测量在市政道路土石方量测量中的应用
低空无人机摄影测量在市政道路土石方量测量中的应用摘要：随着我国城市化建设进程的不断推进，我国市政道路建设质量在不断提高，市政道路建设总长度也在不断增加，为城市交通运行提供充足的便利条件。
在市政道路建设过程中，土石方开挖是其建设基础，但是为了确保土石方开挖设计准确性，必须采用科学的测量技术，其中低空无人机摄影技术具有良好的效果，能够全面提高测量效率和测量准确性。
因此，本文将对低空无人机摄影测量在市政道路土石方量测量中的应用进行深入地研究与分析，并提出一些合理的意见和措施，旨在进一步促进我国市政道路建设质量提高。
关键词：低空无人机摄影技术；市政道路；土石方测量；具体应用；优化措施在我国市政道路建设过程中，土石方量测量是一项重要的工作，是保证土石方开挖准确性的关键因素，传统的土石方量测量主要采用全站仪测量方法和GPS测量方法，虽然测量操作较为简单，但是对于作业环境要求较高，尤其是在大范围、通视条件较差的作业环境中，综合测量准确性较差。
低空无人机摄影测量作为近些年来测绘行业新的技术手段，在市政道路土石方量测量具有良好的应用效果，受到作业环境的影响较小，能够在多种复杂环境下获得准确的土石方量测量结果。
1低空无人机摄影测量构成和特点分析1.1低空无人机摄影构成分析当前，低空无人机摄影所采用的无人机类型主要可以分为固定翼无人机和旋翼无人机两种类型，本文重点分析旋翼无人机。
旋翼无人机的系统主要由飞行模块、航拍模块和地面控制模块构成。
飞行模块中包括GPS、导航仪、IMU和动力系统；航拍摄像模块主要通过摄影技术进行遥感数据收集，能够自动获取地面信息；地面控制模块系统主要是通过相应的配套软件对航拍路线进行规划和调整[1]。
1.2低空无人机摄影测量技术特点分析低空无人机摄影测量技术具有如下几项优势：（1）无人机的承载能力较高，能够有效承载地面测量系统中的多项机电设备，例如信号接收机、天线设备以及其他多种设备，承载能力较高的特性使得其所搭载的系统更加完善，能够为地面测量工作提供更加有力的支持。
飞入矿区，看无人机航测在土方计算中的真实应用
飞入矿区，看无人机航测在土方计算中的真实应用扬尘、危岩还有浮石，是年后以来贾铭眼前的唯一景色。
这里是乌达矿区，位于一座在荒漠戈壁上建立起来的城市——内蒙古乌海市。
置身于该矿区的二采区，贾铭需要在施工人员返工前，抓紧时间将土石方工程量计算出来，以便运输方将地表的岩石开采出去，进而开展煤炭资源的开采工作。
面对高差40米左右，且实时都在开采的矿区，他的压力确实不小。
事实上，石头运输方和贾铭一样头大。
半个多月前的一期测量，他们安排了两个人，在74403.5平方米的测区，按照1：500地形图的测绘要求，对原地形进行高程点数据采集，并保存存档。
两台RTK，内外业工作，总耗时3天。
其中有1天的时间在等待爆破施工。
两支队伍，在同一“难啃的”矿区进行测量，最终误差不得超过10%，因为涉及到费用支付，所以对土方计算的精度要求很高。
“有没有更高效的替代方案？”业主方率先将这个问题抛出，没过多久，一个全新的解决方案进入了这片土地。
中海达高精度航测PPK套装利用无人机免像控技术，对该区域(包括此前无法到达的位置)重新进行测量，进而更加直观的反映出无人机航测与人工测量最终土方量值的精度对比是否在限差范围内。
人员设备中海达高精度差分一体基站Ubase一台，大疆精灵4 RTK无人机一台，飞机电池两组，脚架一个，基座一个，内外业人员两名。
检核点布设由于矿区内部地形复杂，有些区域测量人员无法到达，所以采用免像控方式进行测量。
在航拍前，需在测区部分区域布设些许控制点，用于后期的精度检核。
测量人员在测区部分区域布设控制点飞行任务规划在谷歌地球中确认测区范围，生成并导入kml文件。
依据kml范围线生成相应的航线，航线设置参数为：航向重叠率为80%，旁向重叠率为70%，飞行速度默认，边距外扩距离大于飞行速度，相机比例选择4:3，相机畸变修正打开。
基站架设及飞行在测区内将基站随意架站，整平后利用移动站RTK平滑采集基站坐标点，采集完成后，将Ubase安装好，开始采集静态数据，采样间隔设置1秒一次。
无人机航空摄影测量在土石方量计算中的应用
无人机航空摄影测量在土石方量计算中的应用近年来，伴随国家经济高速发展，各种基础设施建设项目越来越多。
土石方量计算是工程项目核心环节之一。
为了能合理安排项目进度，准确计算工程量大小与费用，通常需要高效、准确地计算土石方量。
因此选择合适的测绘方法十分重要。
传统的土石方测量方法有水准仪测量法、全站仪测量法和GPS测量法[1] 。
水准仪测量法是通过使用水准仪测量事先在测区布设方格网的每个角点高程来计算土石方量的。
该方法适用性单一，若测区不适合布设方格网，该方法就不适用了，且费时费力。
全站仪测量法具有操作简单，仪器要求低等优点，适合测量面积较小和通视良好的区域，反之，则会非常繁琐，且效率低下。
GPS测量法是目前土石方测量中应用较多的一种方法，它不受距离和通视限制，且测量速度和精度较全站仪测量有所提高，但当测区有一些建筑、树木、电磁场等影响GPS信号时，该方法就不太适用了。
因此传统方法受场地影响大、效率低下、人工成本高，亟待寻求一种高效、安全且经济的测量方法。
新兴无人机航测技术为解决上述难题开辟了一条崭新途径[2] 。
无人机航测作为测绘发展的新技术，以其机动灵活、数据现势性强、影像分辨率高、减轻劳动强度、提高生产效率等优点，已在工程勘测、设计、施工、竣工验收及运行等多个环节中发挥了重要作用[3] 。
国内外众多学者也已开始尝试用该技术进行土石方量测量。
该方法不受场地障碍影响，费用相对低廉，在对场地土石方量追踪管理方面成本较低，同时由于避免了大量人工现场作业[4] ，大幅提高了测量人员的安全保障。
本文采用无人机航测技术，对测区改造前后的地形分别进行航空摄影测量，获取场地变化前后三维地形及影像数据，再将数据导入Autodesk 的Civil 3D软件中，快速生成前后两次三维地形模型，以对改造前后土石方量的计算进行分析。
1、实施技术路线土石方量计算的目标是求取地表面体的体积差，关键在于对现状地形和改造后地形进行表述[5] 。
无人机在土石方计算中的应用的技术方案
无人机在土石方计算中的应用的技术方案一、引言土石方计算是工程规划、设计和施工过程中重要的环节之一，通过对工程地表的土石方量的测算和调整，能够合理安排土方开挖、运输和填筑等工程施工作业，从而保证工程的质量和进度。
传统的土石方计算往往依赖于人工测量和测量仪器，但人工测量耗时耗力且存在一定的误差，测量仪器受环境因素的限制，都无法满足大规模工程中土石方计算的需要。
而无人机作为一种高效、灵活、精准的飞行器，具备对地表进行高精度测量和数据采集的能力，因此在土石方计算中具有广阔的应用前景。
二、技术方案1.无人机选型在土石方计算中，需要选择适合的无人机。
应选择具备高精度全自动飞行、稳定悬停、载荷适应性强、数据传输稳定快捷等特点的机型。
例如，可以选择具备多旋翼结构且搭载全球定位系统（GPS）、惯性导航系统（INS）、激光雷达等传感器的专业测绘无人机。
2.飞行路径规划在进行土石方计算之前，需要先进行飞行路径规划。
可以利用数字地形模型（DTM）和工程设计图纸进行飞行路径的规划和优化。
通过无人机对地形进行快速、高精度的测量，获取地貌数据和地表高程信息，以帮助规划出更合理、更适应工程需求的飞行路径。
3.高精度数据采集无人机在飞行过程中，通过搭载的传感器对地表进行数据采集。
可以利用多光谱相机获取地表纹理影像、红外热像仪获取地质和水文信息，激光雷达获取地面高程数据等。
通过高精度的数据采集，能够迅速获取到大量的土地表面信息，为土石方计算提供有力的支持。
4.数据处理和分析采集到的大量地表数据需要进行处理和分析。
可以利用三维测量软件对采集到的地表影像、高程数据等进行处理和建模，生成三维地表模型和数字地形模型。
通过对数据的综合分析和处理，可以得到更加准确的土石方量计算结果，并支持土石方的合理调整和优化。
5.数据传输和共享在土石方计算中，数据的传输和共享十分重要。
可以通过云计算技术将无人机采集到的大量地表数据和计算结果上传至云端进行存储和处理。
无人机测量土石方计算公式
无人机测量土石方计算公式随着科技的不断进步，无人机技术在土石方工程中的应用越来越广泛。
无人机能够快速、精确地获取大量的地形数据，为土石方工程的测量和计算提供了便利。
在土石方工程中，无人机可以通过激光雷达、摄像头等设备获取地表的高程和坡度等信息，从而实现对土石方的测量和计算。
本文将介绍无人机测量土石方的计算公式及其应用。
1. 无人机测量土石方的原理。
无人机测量土石方的原理主要是利用无人机搭载的激光雷达或摄像头等设备获取地表的高程和坡度等信息，然后通过计算公式对土石方进行测量和计算。
无人机可以在较短的时间内完成对大范围地形的测量，大大提高了土石方工程的效率和精度。
2. 无人机测量土石方的计算公式。
（1）体积计算公式。
在土石方工程中，体积是一个重要的参数。
无人机可以通过获取地表的高程数据，然后利用体积计算公式对土石方进行体积的计算。
体积计算公式一般为：V = ∑(Ai+Ai+1) (Hi+Hi+1) / 2。
其中，V为体积，Ai和Ai+1为相邻测量点的面积，Hi和Hi+1为相邻测量点的高程差。
（2）坡度计算公式。
在土石方工程中，坡度是另一个重要的参数。
无人机可以通过获取地表的高程数据，然后利用坡度计算公式对土石方的坡度进行计算。
坡度计算公式一般为：S = tan(α) = (Hi+1 Hi) / L。
其中，S为坡度，α为坡度角，Hi和Hi+1为相邻测量点的高程差，L为相邻测量点的水平距离。
3. 无人机测量土石方的应用。
无人机测量土石方的应用非常广泛，可以应用于道路工程、水利工程、矿山工程等各种土石方工程中。
无人机可以快速、精确地获取大量的地形数据，为土石方工程的设计和施工提供了重要的参考。
（1）道路工程。
在道路工程中，无人机可以通过获取地表的高程和坡度等信息，对道路的设计和施工提供重要的参考。
无人机可以快速、精确地获取大量的地形数据，为道路的设计和施工提供了重要的参考。
（2）水利工程。
在水利工程中，无人机可以通过获取地表的高程和坡度等信息，对水利工程的设计和施工提供重要的参考。
大疆航测无人机在土石方工程测量和施工现场管理中的应用
大疆航测无人机在土石方工程测量和施工现场管理中的应用一、简介采用无人机一站式航测解决方案，实现施工现场数据全流程自动化采集与查看。
通过在工地区域部署无人机值守机场，自动控制无人机在工地现场执行航线任务并采集数据，在上传至信息管理平台后自动开启模型重建任务，构建了高精度二维正射影像与三维实景模型。
通过在线化的工程数据依托实景模型，实现了土方量快速计算与分析、工程进度动态查看与对比，可以无死角掌握项目现场信息，从而提升了项目进度精细化管理水平，提高了多方沟通效率，降低了项目建造成本。
二、应用场景和技术产品特点（一）技术方案要点无人机倾斜摄影技术作为当前国际测绘遥感领域中新兴发展的一项技术，其实质是在同一飞行平台上搭载多个传感器，同时从垂直、倾斜角度等多个角度对地物进行拍摄，使得获取的地物信息更完整、更全面。
其中，以垂直于地表水平面的角度对地物拍摄获取的影像为正片，以倾斜角度（即传感器与地面的水平线成一定的角度）对地物拍摄获取的影像称为斜片。
影像数据被传入计算机系统以后，经过专门软件的处理，即可建立三维模型。
1、技术基础。
无人机倾斜摄影技术由数据采集系统、数据处理系统组成。
其中数据采集系统是指获取生产三维实景模型所需外业数据的主要软硬件设施，主要包括无人机、GPS（全球定位系统）、无人机操控系统和航线规划软件。
数据处理系统主要是指用于无人机三维建模的数据处理软件，包括大疆智图、ContextCapture、Metashape、Pix4Dmapper等。
硬件设施2、无人机值守机场。
无人机值守机场，也称无人机自动机场，具备无人机自动存储以及放飞回收、充电功能，可将无人机直接部署到作业现场，解决人工携带无人机通勤的问题。
不工作时，无人机待机在自动机场内；工作时，机场舱门打开，升降平台上升至顶部，无人机自动起飞，按照既定巡检线路自动飞行。
由于无人机值守机场具备远程执行飞行任务、自动采集、自动充电管理等功能，可实现每日执行多次任务、辅助工程现场的安全文明施工检查以及工程进度的实时更新。
基于无人机与土方测量的应用
基于无人机与土方测量的应用摘要：利用无人机进行数据采集，结合三维建模技术进行建模，提取三维建模技术中的密集点云，将点云导入到土方计量软件中进行土方计算。
通过这个方法，解决了在传统作业中花费人力多、工作量大、成本高、效率低、内业处理复杂和计算精度不准的问题。
关键点：三维建模、土方计算1 无人机倾斜摄影测量系统1.1无人机倾斜测量技术无人机作为一种数据采集平台可以快速、高精度地进行拍摄可以有效地获得高质量、高分辨率的图像。
倾斜摄影测量数据可以获得高精度、高分辨率的数字地表模型（DSM），能够充分表达地形地貌特征和地表特征。
它可以同时输出带有经纬度坐标和高程的图像数据，并可以在图像数据中进行测量[1]。
通过倾斜摄影技术可以进行三维建模，这个过程通常进过预处理影像、区域网联合平常、多视影像匹配、生成数字地表模型，真正射纠正、三维建模等过程。
1.2无人机倾斜测量系统组成无人机倾斜测量系统由无人机、无人机地面站及内业处理软件组成。
2 倾斜数据采集方法本文的无人机采用M200 RTK V2进行外业数据采集，数字表面模型通过photoscan软件进行生成。
Photoscan软件可以利用照片、经纬度、高程等数据建立模型，并可以参考其他数据如无人机姿态角、照片姿态参数等数据来提高模型精度[2]。
外业采集中需要无人机飞行航线采用S行路线，为了保证照的精度和重叠率，在飞行时设置飞行高度50米，重叠率为航向重叠率70%旁向重叠率70%.3 Photoscan软件三维建模利用Photoscan对采集数据进行处理，流程主要如下：（1）多视几何影像匹配。
将采集的数据如地物影像、经纬度坐标等数据导入Photoscan，对导入的数据进行处理生成稀疏点云。
（2）密集点云。
在取得采集地物的稀疏点云后，通过对应的算法对稀疏点云进行计算生成密集点云。
在生成的密集点云中，往往会混杂这许多除目标地物的其他地物，如植被、建筑物等其他数据。
在土方计算中这些数据是无效的噪点，通过目视修正结合实地踏勘和采集的数据，将无效的点云数据进行重新分类或者剔除。
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1无人机遥感影像测量技术体系
无人机主要由机载部分和地面部分组成，飞控系统可与GPS、北斗、GLONASS等进行组合导航，通过预设的航带参数，进行等距离、定点拍摄。
地面站控制系统通过控制软件实时显示飞行器飞行数据和定位信息，在获得飞行数据和获取坐标的同时，借助计算机的地面站软件得到飞行航迹和参数，实现无人机遥控导航盲飞，无人机能实现定高自动驾驶，可预先输入航迹，实现自动按航线飞行执行任务，也可随时更改航迹任务。
土方高程点数据量较为密集且分布均匀，而且构网三角形几何形状也比较好，大小也比较均匀，从而为构建高精度的地面模型以及高精度的土方计算结果提供了坚实的保证，也进一步说明了无人机遥感影像测量技术在土方测绘项目中的应用优势。
测量数据处理采用SfM法(Structure from Motion)，它是基于计算机视觉算法发展的新型数字摄影测量方法，仅需目标物体的照片就可以快速获取高质量的正射和三维成果，而对相机拍摄位置、图像尺度及拍摄焦距等均没有要求。SfM法的核心处理步骤包括空三测量和光束平差两步，照片集经处理后可生成场景稀疏三维点云数据；然后通过像控点将点云校正到真实坐标系统；再对稀疏点云进行加密以生成密集点云；最后以密集点云数据为基础，就可以进一步生成灾害体所在区域的数字表面模型、数字正射影像以及三维模型等成果数据并加以应用。
航线采用区域网法布设，平地的第一条航线和最后一条航线布点的基线数跨度不大于8、微丘陵地区基线数不大于12、重丘陵地区基线数不大于16、中间航线布点基线数跨度不大于15，航线之间布点按照隔航线布点。像控点的高程采用GPS水准测量方法拟合，分段拟合时要进行充分检验。像控点选刺时必须选在影像清晰的明显地物上，一般可选在交角良好的细小线状地物交点、明显地物折角顶点、影像小于0．2mm的点状地物中心。
3.2实施航测
测量设备采用大疆Phantom4RTK无人机实施，该设备为专业级测绘无人机，内置实时差分RTK功能，能够获取高精度POS数据，定位精度：垂直1.5cm+1ppm、水平1cm+1ppm。同时具有POS辅助空中三角测量，能将全球导航卫星系统（GNSS）和惯性导航系统（INS）组合而成的定位定姿系统引入到航空摄影测量中，利用动态差分GNSS技术和惯性导航系统测定摄影瞬间的位置与姿态，经过严格的数据后处理，获得影像在摄影瞬间的外方位元素，使摄影测量野外工作量大大减少，甚至完全免去地面控制点。为保证测量精度，该现场设置了4个像控点。
2土石方计算
土方量计算方法采用DTM法，不规则三角网(TIN)是数字地面模型DTM表现形式之一，该法利用实测地形碎部点、特征点进行三角构网，对计算区域按三棱柱法计算土方。基于不规则三角形建模是直接利用野外实测的地形特征点(离散点)构造出邻接的三角形，组成不规则三角网结构。计算软件采用HTCAD，是一款基于AutoCAD平台的专业土方计算地形分析软件，提供了多种土石方量计算方法，可进行分区土方挖填量调配优化。
无人机遥感影像测量技术在土石方量计算中的应用
摘要]：针对土石方测量中快速、准确和安全计量的需求和采用传统方法作业过程中存在的外业工作量大等问题，研究了无人机航空摄影测量技术的工作原理及其在土石方测量中的应用方法，解决了传统方法作业过程中存在的外业工作量大、效率低、费用高等难题。以实例介绍了无人机航空摄影测量在土石方测量中的应用过程，通过外业数据采集、内业数据处理得出土石方量，分析了测量精度。实验证明，该方法可达到相应国家规范的土石方计算精度要求，且快速安全，避免了大量人工作业，降低了人员安全保障投入，提高了生产效率，节约了生产成本。
3.3土方计算
采用不规则三角网(TIN)法作为本工程的土方计算方法，计算软件采用的是HTCAD土方计算地形分析软件，地形数据提取格网间距设置为5m，并根据现场实际情况，适当增加特征点以及地性线，土方计算参考面为初次测量成果，初次土方测量采用的是“GPS+全站仪”模式，其中GPS利用CORS技术进行测站点平高坐标采集以及碎步点平高坐标采集，全站仪用来采集碎步点，点采集间距控制在10m以内。
[关键词]：无人机；遥感影像测量；土石方量计算
0背景和意义
传统的土石方测量方法受场地影响大、效率低下、人工成本高，亟待寻求一种高效、安全且经济的测量方法。无人机航测作为测绘发展的新技术，以其机动灵活、数据现势性强、影像分辨率高、减轻劳动强度、提高生产效率等优点，已在工程勘测、设计、施工、竣工验收及运行等多个环节中发挥了重要作用。该方法不受场地障碍影响，费用相对低廉，在对场地土石方量追踪管理方面成本较低，同时由于避免了大量人工现场作业，大幅提高了测量人员的安全保障。
根据检查点（式1）计算点位平面、高程点位中误差。检查点点位中误差计算公式为：
式1
式中：m—检查点中误差
本次测量在设置4个像控点的情况下，ΔS最大值0.0837，中误差0.0519，ΔH最大值0.1190，中误差0.0955，完全满足《1:5001:10001:2000地形图航空摄影测量内业规范》（GB/T79330-2008）的精度要求。
3工程应用实例
3.1工程概况
本工程位于铜川市王益区某黄土沟道，长约800，宽约400m，面积0.32km2，总体地势西北高东南低，高程980~811m。沟道西侧梁峁坡面被因人工开挖形成台阶状，而沟谷东岸斜坡地段由于长期受流水侵蚀，地形起伏较大，冲沟发育，沟坡陡峻，加之堆积大量废石渣，造成相对高差大，地形起伏落差大，通视条件较差。且在工作期间，工作现场仍有土方挖运活动，造成地形不断变化，为按时完成工程勘查设计任务，及时跟进现场变化，保证勘查设计成果与现实一致，实施了多次无人机遥感影像测量技术，快速提交测量成果并及时计算土方变化情况和设计量，有效推进了工程实施。