基于无人机技术的工程测量方法及其精度分析

摘要：现代工程建设离不开测量工作的有效开展，得益于无人机技术的融合运用，可在加强工程测量精准性、效率性的同时，通过缩减人力资源将测量成本控制在预期范围内。本文分析了基于无人机技术的工程测量方法，阐明提高无人机工程测量精度的具体策略。

关键词：工程测量；无人机技术；精度；测量方法

得益于无人机技术的持续创新与升级，为我国工程测量领域的创新发展提供技术支持。相较于常规测量手段应用，基于无人机的工程测量方法在效率性、准确性等方面存在显著优势。鉴于此，探讨工程测量领域中无人机技术的实践应用，对推动我国工程测绘领域的长久发展有着重要影响。

一、基于无人机技术的工程测量方法

（一）无人机航空摄影测量

作为现代工程测量中新兴技术之一，无人机航空摄影测绘主要是对地面影像信息利用无人机搭载的航空摄影仪加以获取，依托于共线、共面方程对不同角度获取的摄影数据信息进行分析计算。在实际测量期间，该技术应用涉及到以下流程环节：

（1）航前准备。要求人员提前对测区气象条件、地形地貌加以了解，结合资料查阅与实地勘察对测区范围、起伏情况等加以确定，为后续航线科学规划提供保障。提前对无人机及相关设备进行检查调试，务必保证无人机电池电量、飞行性能、通信链路等符合预期要求[1]。

（2）航线规划。结合对测区地形、大小、形状等因素的分析，并依据续航时间、相机视角、飞行速度等科学制定飞行航线。在航线规划时需对航向、旁向重叠度加以考虑，以60%～80%为基准来控制航向重叠度，以30%～60%为基准来控制旁向重叠度，通过对重叠区域的合理控制来提升数据处理与分析效果。

（3）影像采集。依据预先设定航线来控制无人机飞行，并按照设定时间、距离间隔利用航空摄影仪对地面影像进行拍摄。采集期间要求人员对无人机飞行状态、航空摄影情况等密切监控，尽可能避免在阴天、大雾等天气开展测量工作。

通过对上述环节的严格把控，可获取更为准确、全面的地面影像信息，并为工程测量数据的有效利用提供支持[2]。

（二）无人机激光雷达测量

无人机激光雷达测量主要是对无人机与激光雷达技术的融合应用，为工程测量作业的顺利开展提供支持。该技术原理是以激光飞行时间测量法为基准，发射激光束并接收反射激光信号，对激光从发射到接收的时间差进行科学计算，并依据光速对无人机与目标物体的间距进行精准测量。在实际工程测量期间，无人机激光雷达测量技术在准确性、效率性等方面存在优势，可利用地形三维信息对数字表面模型、数字高程模型加以生成。能够实现对山区、峡谷、森林等区域的全面覆盖[3]。在建筑物建模领域中，可依托于无人机激光雷达对建筑物外形、结构、高度等三维信息加以获取，以实现对建筑物真实形态的有效还原，为后续建筑设计与规划提供依据。相较于传统测量手段的应用，无人机激光雷达测量优势表现为：

（三）无人机倾斜摄影测量

该技术主要是将不同角度相机安设于无人机平台，并从垂直、倾斜等角度对地面影像信息进行全面采集，以获取更为准确、全面的地物信息。相较于垂直摄影测量手段的应用，无人机倾斜摄影测量优势在于对地物信息的多角度获取，以实现对顶部信息获取不足问题的有效弥补。另外，该技术可利用影像数据生成高精度三维模型，以实现对地物外观、形态的直观展示，并对地物空间、位置关系的准确反映。在实际工程测量期间，无人机倾斜摄影测量涉及以下步骤：

（1）外业数据采集。需在准备阶段对无人机进行检查与调试，结合测区范围、地形等方面来优化航线规划。采集期间按照预设航线控制无人机飞行，从不同角度对地面影像资料加以获取。

（2）内业数据处理。需在预处理阶段对影像资料进行去噪、匀光、匀色等处理，并从影像中对特征点加以提取，依托于匹配算法对影像中特征点加以对应，为后续空中三角测量的有效开展提供支持。接着对影像中相对位置与姿态进行关系解算，以实现对地面控制点三维坐标的精准界定，确保整体测区的定位、定向符合预期要求。对处理后空中三角测量影像数据转化为三维点云数据，以做到对地物三维形态的直观体现[1]。最后生成三维建模来为后续工程建设提供参考。

二、提高无人机工程测量精度的策略

为保证无人机工程测量符合精准、高效要求，首先需根据项目需求选择合适无人机和传感器。对于地形复杂、高差较大的山区工程测量项目，如山区公路建设、水利水电工程等，需选择具有良好抗风性能和高机动性无人机，如多旋翼无人机在此类场景中具有明显优势，能够在复杂地形条件下稳定悬停，灵活调整飞行姿态，确保传感器能够准确获取测量数据[5]。其次，可借助深度学习算法对数据处理加以优化，可自动学习影像中的特征，在某城市无人机影像分类项目中，使用基于CNN的深度学习算法对无人机拍摄城市影像进行分类，将影像中的地物分为建筑物、道路、植被、水体等类别。通过大量训练数据对CNN模型进行训练，模型能够自动学习到不同地物的特征，从而实现对影像的准确分类。通过对数据处理与硬件设备选型的优化，为无人机工程测量的精准开展提供支持。

结束语：

综上所述，工程测量中无人机测绘技术的有效运用，可在加强测绘数据准确性控制的同时，有助于缩短工程测量整体周期。鉴于此，需在明确现代工程测量中无人机测绘技术具体应用的同时，借助有效对策来提升无人机工程测量精准度，继而为我国工程测绘领域的创新发展保驾护航。

参考文献：

[1] 张潜.无人机测绘技术在工程测量中的应用分析[J].新疆有色金属， 2021， 044（005）：62-63.

[2] 卢海.浅析无人机遥感技术在工程测量中的应用分析[J].中国战略新兴产业， 2023（3）：130-132.

[3] 刘立新.基于无人机航测技术在工程测量中的应用[J].城市建设理论研究（电子版）， 2020， 000（019）：P.89-90.

[4] 薛昌燕.基于无人机遥感技术在测绘工程测量中的应用[J].轻松学电脑， 2021， 000（012）：P.1-2.

[5] 王同飞，昝军峰.无人机遥感技术在工程测量中的应用研究[J].IT经理世界， 2022， 25（4）：61-63.