无人机测绘成果在公路测量中的应用及分析

无人机测绘成果在公路测量中的应用及分析

温文娟

恒纳尔工程科技有限公司陕西西安710000

摘要：跟着科学技术的进步，无人机和航空摄影测量的相关技术都有了很大的进步，无人机航测技术在各个方面被普及，依附其有效性和快速性成为一种新兴的勘测手段。这种测绘技术由于可以快速获取勘测区的影像数据，从而生成正射影像等常规4D产品以及实景三维模型。无人机航测可以对带状地形进行大比例尺的地形勘测，而且对公路养护测绘和地质灾害的应急测绘都有十分有益的成果，因此其在公路勘察上有很高的实用性。

关键词：无人机；航测；公路勘测；地形图

引言：无人机航测在公路勘测方面拥有广阔的远景，它的成本很低、安全性很高，效果不错的特点使其大大超越了传统的人员设备勘测方法，使公路的勘测变得更简单、有效。无人机航测的技术会越来越成熟，并且公路勘测上发挥高效的作用。基于此，在接下来的文章中，将针对无人机测绘成果在公路测量中的应用方面进行详细分析，希望能够给相关人士提供重要的参考价值。

1.无人机航测系统

根据续航时间和有效载荷，无人机的种类通常包括如下四种类型：（1）大型无人机。性能比较高、载荷较大、续航较长，基本能够抵达和有人操作的性能，但因为价格过高，所以大型无人机的应用度不高。（2）中型无人机。有效载荷在20千克时，续航时间可以达到2个小时具有比较稳定的飞行姿态。所以，摄影台等需要姿态稳定的摄影设备类可以使用。虽然价格也很高，但是作为民用的航测平台是比较理想的。（3）小型无人机。飞行的性能低，姿态稳定性也低，摄影效果也比较差，获得的影像很难在普通测量的工作站处理。但是它最大的优点是价格便宜。（4）超轻型无人机。为了节省飞行动力而使用了三角翼，但是它的有效载荷很小，一般不超过1千克，续航时间也只有半小时，并且抗风能力和飞行姿态都很差，拍摄的影像需要专门的摄影测量软件才能进行处理。但是因为摄影测量方面的数据处理技术在不断提高完善，所以这个问题正在得到解决，而且它的价格非常低，所以在小型工程项目上的性价比是很高的。

2.无人机航测技术的优点分析

公路工程通常具有很长的工程区间，其中有可能会通过复杂危险地形也有可能会遭遇某种自然灾害。例如，公路两侧的边坡在受到地形变化、天气恶劣的影响时，可能会因为崩塌而造成伤害，这种情况下就需要了解崩塌的地理位置和崩塌的土方量来进行修复。但是因为崩塌发生后，有关的勘测人员和勘测设备都不能进入事发地点。这时候无人机就能不受地面的限制然后快速飞抵崩塌地点上空，以机载的相机进行现场的摄影，不但简单快捷，而且具有很高的安全性。

2.1具有高的影像数据分辨率

无人机航测技术是结合无人机技术、GPS定位技术、摄影技术等新型测绘技术，是立足于低空飞行，借助高分辨率的摄影技术实现的。就目前的无人机航测技术来说，在无人机航测过程中所获得的影像数据分辨率可达厘米级。与传统的测绘技术相比，无人机航测技术具有更为宽泛的应用，可是弥补传统测绘技术中人工无法到达的地方，且所获得的数据较传统技术获得的更为准确，较低或消除了由测绘人员操作而存在的误差。因此，无人机航测技术被广泛的应用于矿山地形测量、大面积地形测量等方面。

2.2具有高的数据获取效率

传统的测绘技术所需要的人力、物力资源十分巨大，且所获得的测绘数据周期过长，降低了测量的社会经济效益。无人机航测技术是以现代化的遥测遥控技术、GPS定位技术、低空飞行技术和数据通信技术等为基础发展起来的新兴技术，该技术不需用繁杂的人工操作，具有灵活便捷、采集数据精度高和使用范围大的优点，提高了单位时间内数据采集效率，降低了测绘成本，取得了更高的社会经济效益，具有广阔的应用前景[1]。

2.3具有较强的社会经济效益

无人机航测技术的使用成本较低，且该技术融合了现代化的网络技术、通讯技术、计算机技术等，因此，在无人机航测技术的应用过程中更为便捷，能够实现高效获取航拍数据的目的，导致无人机航测技术的社会经济效益明显提高。此外，无人机航测技术在低空飞行过程中，可以获取较大范围内的航拍影像数据，极为显著的缩短了测绘周期，不仅提供了更高精度的测绘成果，更能节省大量的测绘时间，为现代测绘技术的快速发展奠定了基础。

3.摄影相机的校验与精度

由于使用的相机镜头可能会出现一定的偏差，所以在实际进行航测之前需要对所运用的数码相机进行全方位检查。这一过程一般有两种方式进行：（1）在实验室进行检验。能够进行自动的目标检测。这种方法十分的方便。（2）在室外现场进行检验。为了实现对航测现场的复杂情况重现和无人机有可能会出现常见的姿态不稳现象，因此除了在实验室内进行检验外，还需要建立专门外出场地进行校验。这种校验的方法和实际的航测作业工作场景十分相似。最后，无人机通过光束法和整体差平来得出校验参数。无人机航测的勘测精度可以利用在测量区提前布下的标志点进行其精度和高程两方面。通过计算两方面数据的均方根，可以得出测量区的平面误差和高程方面的误差。通过以前的实际数据我们可以知道无人机航测虽然有一定的精度误差，但已经可以满足外出作业规范，对复杂地形的公路勘察工作[2]。

4.勘测实例

例如，当进行对山间的公路的不稳定两侧边坡处进行勘测时，为了可以凭借最快的速度获得勘测的资料，可以应用无人机航测进行工作。为了对无人机航测技术的系统精度进行检验，可以先使用GPS勘测技术获取测量内一部分标出精度在4厘米内的精准坐标。这些4厘米内的点用于对照无人机的航测数据然后作为航测的控制与精度的检查点。像上文所描述的航测流程，在外出进行作业时，航测勘测开始以标志软件设计飞行的航线并校验摄影设备。外出作业飞行的工作结束后对影像进行最优选择，结合GPS卫星导航数据与自动排片的软件再进行影像处理，最后对构图不清的影像进行排除并确认是否有漏拍情况发生。为了消除因为相机方面而对影像造成的影响，根据事先在实验室内得出的检验参数对无人机进行预处理，取得的原始影像资料，此举是为了确保能够进行自动提取连接点并保证对控制点量测量的准确程度。进行测量平差后，所获得的数据就是勘测区内影像的空间坐标与结构信息。然后用摄影测量的专用软件进行立体测绘，凭此得到所勘测地区的大比例尺地形图。然后进行自动的地形提取以得到DSM数据。最后利用GIS软件做出勘测地区的三维模型[3]。

结论

简而言之，无人机航测技术是我国发展非常迅速的新型的科学技术，在对各种地形情况的勘测中起到了十分重要的作用，此中公路勘测是一项异常重要的工作，关于对测量的精准度有较高的要求，无人机航测技术的应用使得公路勘测方面有极大水平的提高，这在我国现阶段的发展过程中拥有重要的主动影响意义。所以，在我国未来的科技发展过程中，完善无人机航测技术在公路勘测中的应用中变得十分的必要，有利于我国未来的经济发展与现代化建设的进行。

参考文献

[1]范承啸，韩俊，熊志军赵毅.无人机遥感技术现状与应用[J].测绘科学，2019（05）.

[2]万仕平，王洪生罗浣.浅谈低空数码航空摄影在线路测量中的应用[J].天然气与石油，2018（04）.

[3]连镇华无人机航摄相片倾角对立体高程扭曲的影响分析[J].地理空间信息，2017（08）.