无人机复杂地形工程测量精度提升策略分析

传统的测量技术在复杂地形条件下无法获得精准可靠的测量数据，为测绘工作的顺利开展带来了更多的阻碍和挑战。无人机激光雷达测量技术是一种新型的测绘技术方式，能够弥补传统测量技术的不足，可以在多种复杂地形条件下获得准确可靠的测量数据，为工程项目建设以及城市发展规划提供了可靠的测绘数据。因此，对无人机激光雷达技术测量精度提升策略开展深入研究具有重要意义。

一、无人机激光雷达技术在复杂地形测量中的应用优势

作为一种突破性的地形测绘技术，无人机激光雷达近年来在相关领域的应用愈发广泛。此技术最显著的特点是能高效采集复杂地形条件下的高精度三维地形信息，特别是人员难以进入的复杂地形区域，从整体应用效果来说，无人机雷达技术的作业效能与数据精准度显著优于传统测绘手段。无人机激光雷达技术的应用原理是通过发射激光脉冲，依据反射光的往返时长，捕捉地表的精确点云信息。这些信息经处理后可形成高清晰度的数字地形模型（DTM），为地形研究、土地规划以及工程推进等提供关键数据参考[1]。 无人机激光雷达技术在实际应用中，应用覆盖领域不断拓展和延伸，已经不仅局限在城市测绘层面，不仅能精准地呈现出城市建筑、道路及各类城市基础设施的三维结构参数，还能够为城市更新与精细化治理提供数据参考。在自然资源管理方面，可用于森林资源核查、地形地貌变化追踪、水土流失评估等工作中，借助无人机雷达测量技术的优势，获取高精度的数据，为相关管理人员动态化地掌握资源动态提供可靠的参考数据，确保制定资源保护与利用策略的科学有效性。随着技术的持续迭代更新，无人机激光雷达系统的功能性更加完善，当前设备不仅测量精度持续提升，数据采集速度也有了显著进步。无人机激光雷达技术还安装了高精度的传感装置与飞行控制系统，有效提升了无人机飞行稳定性，作业范围也更广阔。技术层面的持续升级与先进系统的配套安装应用，促使无人机激光雷达技术能适应更加复杂的测量环境，满足了杂地形测绘的精准性质指标和满足了参数要求。

二、无人机复杂地形工程测量精度提升策略

（一）基于数据融合的测量精度提升

在无人机激光雷达地形测量领域，通过数据融合技术的应用，可以显著提高测量精度。数据融合技术主要是整合激光雷达数据与多种类型的传感器设备收集的信息，改变了单一数据源对测量精准存在的局限，让测量结果更精准。数据融合的优化可从多源数据预处理、同步配准及融合算法改进三个维度展开。多源数据预处理是测量精度提升的重要基础。激光雷达数据以点云形式呈现，在数据应用前需对数据进行标准化处理，确保数据的格式标准，消除噪声干扰，这样才能增强数据的可靠性。数据的同步与配准是融合有效的关键。采用的传感器类型不同，需要考虑采样时间和空间分辨率等方面存在的差异性，避免出现数据在时间和空间上的偏差。在测量实践中，应有专业人员对时间和空间配准进行技术性调整，这样才能实现多源数据在同一坐标中进行统一的目标。时间同步利用精确的时间戳记录与校正算法，保证各数据在时间维度上的同一性。空间配准需要充分发挥出 GNSS、惯性测量单元（IMU）等高精度定位姿态系统的功能，结合特征匹配算法完成空间对齐[2]。此过程需要先进的技术和硬件设施，也依赖先进算法，对数据之间存在的复杂关系和误差进行分析和处理。对融合算法进行持续的更新与优化是提升无人机激光雷达在复杂地形环境下测量精度的核心，在应用过程中需要重视融合算法的科学选择。同时应考虑不同算法在融合后的优势和具体应用场景，详细地掌握算法的参数设置与优化流程，这样才能达到预期的融合效果，保证测量精度达到预期的要求。

（二）强化像控点的布设

无人机激光雷达技术在复杂地形环境条件下的应用，要想提升测量精度，还需要重视像控点的科学合理布设，这也是提升测量数据精准性的关键内容。在像控点布设过程中，应结合测量区域的整体面积，由专业技术人员分析测量区域范围内的地形地貌特征，这样才能更加准确地设置像控点，并根据测量要求对像控点位的密度做出科学的调整，确保在复杂地形环境条件下获得更加精准的测量数据。在选择点位的过程中，应将稳定性较强且实际容易找到的点位作为优选，同时考虑位置的可视性，应尽量避免将测量点位设置在干扰较强的区域，如区域存在密集的楼房或者茂密的树林等区域，这样才能降低无人机激光雷达测量过程中对测量数据准确性产生的干扰，达到测量数据的精度要求。

（三）航拍增强

在无人机航拍测量过程中，应考虑到多方面因素对航拍画面效果产生的影响，具体包括地表水分蒸发和大气折射等情况对拍摄效果产生的干扰，为了避免这些因素的存在导致拍摄画面出现遮挡的情况，需要在航拍测量过程中采取增强光照分量，合理地调整画面饱和度等方式[3]。在航拍测量过程中可以将图形拆分为多个分块，并对每个分块画面的亮度进行检测和分析，根据画面上亮度的分布情况对剪裁点进行科学的设置，由此也拓展了亮度的分布范围，显著提升了复杂测量区域范围内不同地物之间的对比度。与此同时，通过采用饱和度相关函数设计的方式，将图像进行拉伸，将拍摄画面的饱和度控制在特定的数值区间内，这样可以达到抑制直方图噪声的作用，确保直方图分布更加平滑的效果。另外，常规暗通道去雾算法的应用，可以对图像亮区域实施更加精细化的处理，考虑到色彩模式的通道数值存在较大的偏差，会影响画面中区域特点的判断，导致图像色彩失真，这种情况可以通过对暗通道值算法进行校正进行合理的解决[4]。在航拍测量过程中，雾的浓度与拍摄画面的饱和度以及亮度产生直接关系，可依据像素点景深对暗通道的数值进行分析和确定。

结束语：

无人机激光雷达技术是一项新型的测绘技术，在复杂地形环境条件下体现出了测绘的优势，通过数据的融合与算法的优化，测量点位的科学选择以及航拍的增强设计能够显著提升测量数据的准确性，为工程项目建设以及城市规划提供高精度的测绘数据。

参考文献：

[1]李森华.基于无人机 LiDAR 技术的复杂地形测绘精度优化方法[J].水利建设与管理,2023,43(S01):101-106.

[2]霍芃芃,王梓琪,闫旭.复杂地形条件下多密度级无人机LiDAR 点云DEM 精度研究—以2022 年北京冬奥会延庆赛区为例[J].北京测绘,2021,035(010):1272-1277.

[3]贾雨欣,李剑南,张磊,等.复杂地形区像控点布设对低空无人机遥感成图的精度影响研究[J].北京测绘,2020,34(7):5.

[4]段俊俊.多摄影测量技术融合在复杂地形实景三维建模中的应用探讨[J].科技创新与生产力,2024,45(8):142-144.