摘要：随着我国社会经济、科学技术的不断发展，无人机航拍技术已经应用于多个领域，并且取得了显著的效果。在工程项目中，测量测绘工作作为其中的重要环节，对于其精度的要求也越来越高，在传统的测量测绘工作中，常常存在因为人工问题而导致测量数据失真的情况，同时测量地形的复杂、工作量大导致工程进度受到限制，而通过无人机航拍技术能够有效减轻工作人员的工作量，同时大幅度提升测量数据精准性。
关键词：无人机航拍技术；工程测量测绘；应用
时代的不断进行，就地质工程方面而言，其工程准备阶段和开展阶段都进行到全新的局面，测量数据精准度要求更高、执行更加严格。通过采用无人机航拍技术能够将通过定位系统、拍摄技术、地面监控系统对测量区域的数据进行精确的计算，从而有效提升测量工作的质量和效率。
1无人机航测系统有关结构
现阶段科学技术向着专业性、精密性的方向不断发展，随之无人机航测系统也形成了常规无人机航测与非常规无人机航测。
1.1有关常规无人机航测系统组成。无人机航测遥感技术是集成遥感、遥控、航空测量为一体的新型测绘技术，并以数据信息快速处理平台作为技术支持，对地物进行实时、快速的调查和动态监测。无人机平台是配载控制系统和传感器的飞行器，按照其机翼的形态分为两种类型：旋翼和固定翼，在当前阶段旋翼无人机比较受使用者的喜爱，因为其机身的构造特点更加便于控制其飞行姿态。按照无人机的动力系统可以分为燃料型、电动型等。其遥感系统除飞行平台以外还包括软件和硬件的组成。惯性导航和飞行控制技术是对整个无人机飞行姿态以及所配载的有关配置加以管理控制的部分，主要的组成部分包括传感器、惯导、接收机等，控制系统是整个无人机系统的核心技术，能够对无人机进行导航定位，在出现危险情况时能够使无人机自动进入着落状态并确保安全降落。小型的无人机飞行器在进行自动控制时，需通过传感器对飞行器的速度、位置、姿态反馈信息加以收集，反馈信息来自不同传感器。惯性测量模块获取姿态状态，GPS技术获取速度与位置信息，但是因为单一通过GPS技术和IMU难以达到数据高精准化，因此需要在传感器系统中加入陀螺仪和气压计，并采取数据信息融合技术，从而确保无人机飞行器能够安全、稳定地进行飞行工作。传感器相关设备和控制系统的主要功能是获取信息数据，在无人机系统中常用传感器有热成像仪、气象传感器、CCD等敏感组件。数据传输系统是指将传感器所获取的数据信息传送至地面监测系统，并确保在传输的过程中数据能够保持完整性和清晰度[1]。
1.2非常规无人机航测系统。相比于常规无人机飞行器，非常规无人机飞行器造价成本较低，因为其使用方便、造价低、体积小，对于环境的要求比较低、具有智能化的特点逐渐由军事领域拓展至多个行业的应用，其特点主要有以下三点：第一，非量测相机，之所以无人机飞行器能够得到广泛的应用，主要是因其配载的遥感设备已经逐渐普遍，已经不再是重量沉重、造价昂贵、小型飞行器无法配载量测相机。非量测相机因为其内方位未知，因此其拍摄到的图像没有准确的位置关系，同时因为畸变系数性能不稳定，因此无法直接对像位进行计算解析。现阶段一般情况下通过处理软件对相机的参数加以标定，然后对所获取的数据信息进行处理，从而获得图像具体的几个位置，但是在精度方面还需要加以提高。第二，飞行姿态不稳定，因为无人机飞行器是需要通过远程进行遥控的，因此根据测量摄影最低标准，规定的航向重叠度应当高于53百分之，旁向的重叠度应当高度15百分之，因为难以进行有效的控制，同时飞行器的飞行高度不能忽高忽低，同时因为非常规无人机飞行器重量轻、机身体积小，在空中容易受到气流的影响、地形条件影响、摄影区域地物变化，因此在重叠度方面会出现误差，特别是对于大比例影响图进行制作时，对飞行姿态和航迹的控制较为困难，航向重叠度高于60百分之、旁向重叠度高于30百分之，无人机飞行器姿态角控制在正负三度以内便能够符合要求。按照微型无人机的特性，其旁向重叠度保持在35至55百分之之间、航向重叠度保持在70至85百分之之间、姿态角保持在正负10度即可，另外还需要确保三度重叠的部门满足要求。如果无人机飞行器的姿态角不稳定则会产生以下三点影响：首先，飞行器航迹会受到影响，发生改变；其次，航射仪定向和整平困难；最后，由于重叠度增大，导致等同面积摄影区域需要摄像更多照片进行覆盖，进而造成计算量、处理任务增加。第三，因为无人机对电磁环境具有极高的要求，如果飞行区域周围设置有高压电网，那么其飞行路线和内部程序会因电磁原因受到干扰，情况严重的话会导致飞行器坠毁，另外电磁干扰会对信息数据的传输和质量造成影响。
2无人机航空摄影测量系统组成
2.1软件系统。首先，航线软件，航线软件决定无人机系统的运行方向以及精准度，同时属于信息收集关键环节，需要对作业范围、地形的特点、精度、测量参数进行预先的设定，按照重叠度、行高、地面的分辨率能够分析计算出无人机飞行的基线长度、曝光点等信息数据。其次，数据信息接收和处理软件。此软件是无人机系统进行测量外业最后一个环节，直接影响着图像处理质量。无人机在对地面影像进行获取时，会受到外界以及内部因素影响，为能够确保图像的质量，通常会对原始拍摄影像加以预处理，比如图像增强、图像校正等[2]。
2.2硬件系统。首先，机载系统，无人机航空测量技术的实现是将航空技术和测量技术、遥感技术、定位技术相互融合的产物，其中无人机主要是用于对航空测量系统搭载，是作为一个平台，确保整个系统能够得到有效应用的基础，其中主要包括，数字摄影、飞行控制、无人机、通信等系统。在进行测量工作时，首先对系统进行设置，之后系统会根据预设航线飞行，从而完成预设任务，并且将飞行的状态、高度、气象等情况传送至监控系统。其次，地面监控系统，监控系统对飞行平台能够平稳运行起到关键作用，包含电台、计算机、电子通信、飞行控制等设备。工作时，无人机将收集到的数据信息传送至监控系统，并在地图上显示无人机位置、路线、速度、高度等参数，从而让工作人员能够对无人机进行精确的控制。
3无人机航拍技术优势
无人机航拍技术在满足天气因素的条件下，能够在不同的区域加以应用，相比于传统的飞机配载摄像系统，无人机航拍技术具有更加突出的优势，在对无人机飞行器应用时只需要确定起飞点和降落点即可进行测量测绘工作，有效解决了起飞降落需要较大场地的问题，在一定程度上降低了资金的消耗。相比于人工测量，无人机航拍技术更加高效、高质，并且避免因为地质情况复杂问题而造成的人员工作难以开展的问题，通过定位系统和摄像系统对地貌进行拍摄，通过计算机处理分析，更高精度开展测量测绘工作[3]。
4无人机航拍技术在工程测量测绘中的应用
应用无人机航拍技术开展工程测量测绘工作前，首先需要对测量的区域和单位加以明确，对无人机的起飞位置、降落位置以及空间准备加以确定，确保测量测绘工作的顺利开展，并通过充分的准备工作获取准确的测量数据。
4.1航线规划和范围确定。在一般情况下，无人机飞行器的飞行时间最长可达一小时，去除飞行器起飞和降落的时间，需要将飞行器实际飞行时间控制在50分钟内，避免因为飞行器能源耗尽而出现坠机情况，为能够有效控制飞行器飞行时间，首先需要进行航线规划工作，并对无人机测量测绘工作范围进行合理的规划，从而确保航空测量测绘工作的全面、完整。
4.2构建测量区域控制网。通过构建区域控制网能够对测量测绘工作加以精细化，根据实际地测量面积构建相应范围的控制网，并且在控制网范围内设定GPS基准点，从而构建三维坐标系，通过坐标方式将区域内各个点方位信息加以表述，有助于后期对信息数据进行处理。另外需要注意的是，在此过程中需要确保路线计算和坐标点设置的准确性，避免因为设置错误问题而影响测量测绘工作整体进度。
4.3数据处理。无人机航拍技术具有准确性、灵活性，在数据信息勘查处理的过程中，相关测量测绘工作人员需要在航拍技术应用基础上，对高度匹配计算设备加以应用，在DSM自动提取基础上，对重叠影响进行高效的处理，实现三维地表绘制。需要注意为了能够合理地控制数据信息处理的精度，测量测绘工作人员需要将测量的数据与原始信息数据加以比对，在数据校正、航拍验证基础上，有效提高无人机航拍质量。
4.4绘制地图。对无人机传输的数据信息加以分析建模，应用三角测量系统构建立体模型，将信息数据带入，得到核线影像，对图像进行编辑，按照比例对结果加以确定。另外在数字地图绘制的过程中还需要将一些细节部分放大标注，然后进行验证确保测量信息的准确性，最后绘制相应的数字地图。
5无人机航拍技术改进措施
为确保无人机航拍技术在测量测绘工作中得到有效的应用，保证测量数据的准确性，需要测量单位加强对相关工作人员技能素质的提升，确保其在能够对无人机航拍技术加以熟练的应用，并且培养其故障诊断能力，从而有效避免因为无人机存在故障而强制飞行带来的损失。相关的无人机厂家应当根据现阶段市场的需求对无人机的飞行性能进行改进，例如在续航、摄影等方面进行提升，相关的厂家可以通过和国内外的知名摄像、发动机、电池厂家互相合作，从而有效提升无人机飞行器的硬件性能。另外，对于软件方面相关的开发人员应当对无人机使用过程中存在的一些漏洞加以完善。使无人机能够在更多的领域得以应用。
6总结
综上所述，在当前阶段，无人机航拍技术在地质工程测量测绘中已经得到广泛的应用，并且取得了很大的成就，但是因为天气、气候因素的影响还存在一些问题需要解决，需要相关的科研人员和生产商根据问题加以进一步的研究，从而使无人机航拍技术得到更高效应用。
参考文献：
[1]他光平.无人机遥感数据处理及其精度评定[D].兰州交通大学，2016.
[2]林仁超.无人机航拍技术在工程测量测绘中的应用[J].城市地理，2017（22）：126-127.
[3]陆丽红.无人机航拍技术在工程测量测绘中的应用[J].资源信息与工程，2016，31（04）：109-110.
作者:张华阳 鲍健 王赛赛 单位:中国电子科技集团公司二十八研究所
