摘要：我国测绘技术蓬勃发展，得益于科技的突飞猛进、地方经济的飞速崛起。随着科技的进步，无人机航测在测绘行业中起到的作用越来越重要，在当今生产中得到日益广泛的应用，是工程不可缺少的一部分。本文通过阐述无人机航测在工程测量中的应用进行分析探讨。
关键词：无人机航空测量；工程测量；应用
现阶段城市建设测量工作内容较为复杂，在测量作业操作中各类环境要素较为复杂，容易受到河流水系、高层建筑、植物等较多要素影响。在新时期测量工作中，应用传统化的测绘技术、航拍技术、卫星遥感等很难满足高精度测量基本要求，还容易受到飞行高度以及飞行环境的影响，无法提高测量工作质量。目前应用低空无人机测量技术，不会受到测量地点限制，还能快速获取全面的影像信息，是一种应用价值较高的测量方法，是测绘行业大势所趋。
1无人机测量中的关键技术
1.1 无人机飞行控制技术
无人机飞行控制技术主要内容如图1所示。
图1 飞行控制包括的主要内容
（1）飞行姿态控制。在飞行过程中，对陀螺仪等对应的信息获取反馈信息，并做好相应的计算，最终输出相应的控制量，完成对飞行姿态的控制。（2）飞行位置控制。该项控制主要包含对速度和位置的合理控制，依据传感器获取飞行器的速度和位置信息，从而实现对飞行装置的合理控制。（3）飞行高度控制。主要包括无人机的高度和攀升速度两项内容。
1.2 无线传输技术与的摄影测量技术
无人机在测量作业过程中需要对获取的大量信息进行传输，其中有部分信息不具有时效性，所以可以将此部分信息通过存储器进行储存。对于传递时效性要求较高的信息需要及时传输，这样便于对无人机飞行状态进行调整。从目前无人机应用在测量工作实际现状来看，无人机上配备的是单反相机，成效质量对无人机测量精确度影响较大，也是现阶段无人机测量作业中的重要技术。此外，目前要想在测量工作中获取更精确化影像信息，提高测量精确度，可以应用多维度技术与多传感融合技术。
1.3 航迹规划技术
无人机在测量中应用航迹规划技术就是在基本约束条件下，确定无人机测量起点和目标点，结合测量要求对选取最佳航行轨迹，这也是现阶段无人机自主控制飞行的重要性能特征。在无人机测量过程中，需要对航测基本环境问题进行分析，分析会对人机操作导致影响的因素，制定测量工作计划，确保各项作业活动能够高效完成。结合无人机基本应用特性以及续航能力等，对航线进行优化设计，控制无人机飞行距离、飞行高度等，充分满足测量作业中像片航向以及旁向重叠度等各项要求。
2无人机测绘技术在工程测量中的应用
2.1低空无人机遥感系统的应用
遥感系统应用在无人机中有很多有效的优势，例如拥有很强的机动性，反应速度快，能够迅速的完成指令，测绘信息精确度高，能够大范围的应用无人机，以及消耗资金少等等。在一些环境条件较为苛刻的工作地点进行作业的时候，经常会遇到因为当地环境的原因不能用传统的航空摄影，例如有高山的阻碍，道路原因不能够实现正常的起降，或者云层过低等等的问题，在这个时候无人机就能够体现出他独特的航拍效果。在任何地形都能够轻松地起飞，进行航空拍摄作业，这样不仅可以提升测量效果，并且能够精确收集高空影像，在多个领域都可以应用到低空无人机测量遥感系统，例如一些大型的工程，新型城市的规划，应对各类突发状况，并且能够加快城乡建设。
2.2 无人飞艇低空航测系统的应用
这个系统在大比例尺测图的问题上有很优秀的表现，能够获取高分辨率，高清晰度的影像数据。在无人机装备上能够自动检校的特宽高清数码相机，在收集影像资料的过程中通过软件进行检校，同时在运用像片重叠关系来减小误差。同时，此系统大幅度的减少了成像系统的重量，满足了无人机低空航测的需求。
2.3 无人机像控测量和影像快速拼接
和传统航测不同，无人机在像控测量时，获取到的影像数量比较多，且像幅较小，多数都是应急测绘，不太适合于通过冲印相片来对像控进行测量。与此同时，测量区域范围之内所包含的特征点一般比较多，故而在航飞之后，在进行像控测量时，获取到的像控点一般都在测区内部均匀分布，在色彩鲜艳的对比度上，
比较明显，同时在影像方面具有较高的辨识度。当获取到影像后，快速地检查其质量，一旦和规范标准符合并在畸变预处理之后，按照每一张影像本身所对应的相关 POS数据，来对测区影像进行快速的拼接。
2.4 空中三角测量
通过无人机处理软件来进行空三加密的计算，软件在自动化程度上比较高，通常处理过程只需要控制点文件、相机参数文件、POS数据以及原始影像的准备。为了处理的方便性，通常的构建航线是东航线和西航线，之后再通过 POS 数据来实现自动化的航带创建，对连接点进行自动的匹配以及提取，并自动地对粗点和差点进行挑取，检查好测区内部连接点的分布是否足够均匀，对部分连接点进行手动增加，从而确保航线和模型之间的连接强度满足要求。同时需要注意的是，在加点过程中，要确保与影像边缘的距离要足够大，防止相片边缘发生比较大的变形。
3 无人机在工程测量中的应用要点
3.1 航线设计与外业飞控
按照已经提供好的航摄范围线作为航摄设计用图。为确保航线敷设和导航的准确性，设计用图的比例尺一般应根据航摄比例尺选用。在避开航摄范围内高压电力线和军民航空器的前提下，把项目区分成若干测段，每一测段再分为若干航带，这样便于航摄作业。
通常情况下航线应按东西向直线飞行；特定条件下亦可根据地形走向与专业测绘的需要，按南北向或沿线路、河流、海岸、境界等任意方向飞行。为适应大比例尺航测测图放大作业的特殊性，从航摄像片的最佳覆盖和简化方便测图作业考虑，当M像/ M图= 3 -3.5（倍）时，航线应按图幅中心线敷设，按常规方法敷设航线，航线应平行于图廓线。位于摄区边缘的航线应敷设在外缘图廓线外。
每个架次都严格按照测区两侧的辅助构架航线需包裹住测区，不能有航线漏洞情况出现。根据实地情况选择像片重叠度。丘陵、山地及建筑物密集地区航摄飞行应考虑投影差带来的数字影像自动匹配困难的因素，适当加大航向重叠度。
严格按照技术设计要求进行航摄飞行。为了保证GPS数据的质量，要求在航摄飞行中尽量保持飞机姿态的平稳，转弯半径要大，飞机倾斜角不得大于15°，以防止GPS信号失锁。
3.2 地面控制
控制点测量可采用RTK技术，根据控制测量成果的地心坐标系与地方坐标系的转换关系可以通过七参数和坐标转换的方法获得，也可以在测区现场通过点校正的方法获取。RTK高程的测定，通过流动站测得的大地高减去流动站高程异常获得。
控制点分布要均匀，目的是为了拍摄的区域都有控制点进行控制，在1：1000的航测比例尺要求中，控制点的间距约300米以内，呈梅花状布置。点的位置要空旷、明显，最好是在好识别的地方。涂点要大，点的色彩要鲜艳，明显，方便后期刺点。
3.3数据处理与产品制作
目前国内较为常用的无人机影像处理软件主要有：PixelGrid、DPGrid、PHOTOMOD、Inpho、smart3d等。摄影测量的一般流程由数据准备、空三测量和正射镶嵌 3 大部分组成。其中，数据准备包括相机文件、POS
文件的编辑，影像畸变等操作。空三测量包括影像匹配、绝对定向、测量平差、成果输出等几个步骤，而影像匹配是主要的评价指标，对数据处理的精度和效率有着直接的影响。可根据工程特点及精度要求选用各类软件，或者多个软件结合达到合适的结果，如pix4d与 inpho结合、ContextCapture与INPHO结合等。
无人机航测技术在工程任务中可应用于新农村建设测绘、地形图测绘、土石方测量、体积计算的测量等等。根据不同的需求可生产实景三维模型、点云模型以及制作DLG、DEM、DOM等成果。
4结语
无人机航测技术所具有的高性价比、高效率等优点，必将在工程测量领域得到广泛应用，减少野外测量的工作量。随着相关科技的进一步发展，将可能引领一场勘测领域的革命。
参考文献：
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[2]李东栋.影响无人机航测成图精度的因素[J].工程建设与设计，2019（06）：270-271.
[3]王向增.无人机航测技术在基层测绘工作中的应用[J/OL].世界有色金属，2019（01）：293+295[2019-04-17].
论文作者:叶小梅
论文发表刊物:《基层建设》2019年第11期
论文发表时间:2019/7/22
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