无人机技术在测绘工程中的应用研究

1 无人机技术概述

无人机技术作为一项新兴科技，近年来得到了快速发展。它集成了航空摄影、遥感技术和计算机视觉等多种高科技元素。无人机系统通常由飞行平台、传感器设备以及地面控制系统组成。飞行平台负责携带各类传感器完成特定任务，而这些传感器则用于获取目标区域的详细信息。地面控制站则对整个飞行过程进行实时监控和管理。无人机技术以其灵活多变的特点，在多个领域展现了巨大的潜力。尤其在测绘工程中，无人机技术凭借其高分辨率影像采集能力，使得复杂地形的精细描绘成为可能。

2 无人机技术优势

2.1 扩大测量范围

无人机能够在人类难以到达或危险环境中执行任务，极大地扩展了测量作业的地理覆盖范围。例如，在山区或森林等复杂地形条件下，传统测量手段往往受限于物理条件，而无人机则不受此限制，可以轻松穿越障碍物，实现全方位的数据采集。这不仅提高了工作效率，还确保了数据的全面性和准确性。

2.2 提高地形测量安全性

利用无人机进行地形测量时，工作人员无需直接进入潜在危险区域，从而大幅降低了人身安全风险。特别是在地质灾害频发区或军事敏感地带，无人机提供了一种无接触式的解决方案，既能保证人员安全，又能高效完成测量任务。

2.3 降低成本投放

相比传统的载人飞机或卫星遥感技术，无人机具有更低的操作成本。由于其体积小、维护简单，因此无论是采购还是运行费用都相对较低。此外，无人机还可以根据需要随时调整飞行路线和时间，进一步优化资源配置，减少不必要的开支。

3 无人机技术的应用

3.1 像控点布设

无人机在像控点布设过程中，主要依靠高精度的 GNSS 定位系统和地面控制设备实现自动飞行与精准落点。操作人员根据测区范围和地形特征规划飞行航线，并设定像控点的具体位置。无人机按照预设路径飞行，在指定坐标点悬停并拍摄标记图像，或通过搭载 RTK 模块实现厘米级定位，确保每个像控点的空间位置准确无误。传统方式中，像控点需要人工实地布设，不仅耗时费力，而且容易受到环境限制。而无人机可以快速覆盖大面积区域，尤其适用于丘陵、水域或植被密集地区，减少人力投入的同时提高了作业效率。

3.2 数据收集

无人机在测绘工程中的数据收集主要依赖于多光谱相机、激光雷达、倾斜摄影镜头等传感器设备。这些设备在飞行过程中持续采集地表影像及三维点云数据，形成高分辨率、高密度的数据集。相比传统测量手段，无人机能够以更低的成本获取更全面的地物信息，尤其适用于大比例尺地形图绘制和城市实景建模。飞行高度通常控制在几十米到几百米之间，以保证影像清晰度和重叠率符合空三匹配要求。采集后的原始数据通过专业软件进行拼接、校正与优化，生成数字高程模型（DEM）和正射影像图（DOM），为土地管理、灾害评估和工程建设提供精确的数据支撑。

3.3 三角加密

三角加密是无人机航测数据处理中的关键步骤，用于建立影像之间的几何关系并恢复目标区域的三维结构。该过程通常基于空中三角测量原理，利用影像间的重叠区域进行特征匹配与坐标计算。无人机采集的大量航片经过内定向、相对定向和绝对定向处理后，构建出稀疏点云和影像连接关系。随后，通过光束法平差算法对所有观测值进行联合解算，提高整体网形的几何稳定性和空间精度。三角加密的结果为后续密集匹配和三

维建模提供了坚实的基础。

3.4 补测操作技术

在实际测绘作业中，由于天气变化、遮挡干扰或设备故障等原因，可能导致部分区域数据缺失或质量不佳。此时，无人机的补测功能展现出独特优势。操作人员可根据初步处理结果识别问题区域，重新规划局部飞行任务，仅对特定区域进行补充拍摄。这种方式避免了重复全覆盖飞行，节省时间和资源。无人机具备灵活机动的特点，能够在短时间内完成小范围补测，且飞行参数可根据现场条件动态调整，如降低飞行高度以获取更高分辨率影像，或改变航向角以增强影像重叠度。补测数据经融合处理后，可无缝集成至原有数据集中，提升整体成果的完整性与准确性。

3.5 海岸线地形测量

海岸线地形具有动态变化快、地貌类型多样、潮汐影响显著等特点，传统测量方法难以满足高频次、高精度监测需求。无人机凭借其灵活性和适应性，在此类环境中展现出良好应用效果。无人机可在低空沿岸飞行，实时获取滩涂、礁石、沙洲等地貌细节，并通过多期影像对比分析海岸侵蚀或沉积情况。搭载合成孔径雷达或热红外传感器的无人机还能穿透雾气和水体，获取水下地形和浅海地貌信息。对于潮间带等受潮汐影响明显的区域，可通过定时飞行捕捉不同水位状态下的地形特征，进而模拟潮汐变化对海岸线的影响。

3.6 城市规划测量

在城市规划领域，无人机测绘技术已成为获取城市空间信息的重要工具。其高分辨率影像和三维建模能力，可为城市基础设施建设、交通网络布局以及绿地系统设计提供详实的数据支持。通过定期航拍，可记录城市发展过程中的建筑变化、用地扩展和景观演变趋势，辅助制定合理的土地利用政策。无人机特别适合在高层建筑密集区域开展倾斜摄影测量，生成逼真的三维城市模型，用于日照分析、视线通视性评估等专项研究。此外，无人机还可用于监测违建行为、评估绿化覆盖率、统计建筑密度等日常管理工作。其快速部署能力和低成本特性，使得城市管理部门能够以更高的频率更新基础地理信息数据库，提升城市管理的精细化水平。

3.7 矿山测量

矿山测量工作涉及矿产储量估算、采场边界划定、沉降监测等多个方面，对测量精度和安全性要求较高。无人机技术的应用改变了传统依赖人工巡检和定点测量的方式，实现了矿区全域覆盖式测绘。通过搭载多光谱相机或激光雷达，无人机可快速获取矿区地形地貌、开采面形态及堆料体积等关键信息。结合倾斜摄影建模技术，可生成矿区三维实景模型，用于采掘计划制定和爆破设计。在露天矿中，无人机可用于监测边坡稳定性，识别潜在滑坡风险；在地下矿井中，则可通过搭载避障系统进入危险区域进行塌陷调查。此外，无人机还可定期飞行采集数据，跟踪矿区生态恢复进展，评估复垦效果。

结束语

无人机技术以其独特的优势，在测绘工程中发挥着重要作用。从扩大测量范围到提高操作安全性，再到降低项目成本，无人机技术带来了前所未有的变革。无论是在像控点布设、数据收集，还是在三角加密、补测操作等方面，无人机均展示了卓越的能力。同时，它在海岸线地形测量、城市规划测量以及矿山测量等领域的应用，也证明了其广泛的适应性和强大的实用性。无人机技术正在逐步改变测绘行业的面貌，成为推动行业进步的重要力量。

参考文献：

[1] 无人机技术在测绘工程中的应用与实践[J]. 郭立超.科技创新与应用,2021(19)

[2] 无人机遥感技术在测绘工程测量中的实践[J]. 王海涛.冶金管理,2019(21)