无人机在测绘工程中应用技术的分析

无人机在测绘工程中应用技术的分析

作者：张涵

来源：《硅谷》2014年第16期

摘 要 通过对无人机的了解、见过无人机在测绘工程项目的应用、学过航空摄影测量的基本知识，文章根据航测技术在国内测绘市场的应用，结合个人对测绘市场今后需求方面的了解，对无人机测量应用技术进行了分析，不足之处还请大家见谅。 关键词 无人机；无人机测绘；低空摄影测量

中图分类号：P204 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）16-0127-02

所谓“无人机”，通俗的说法是无人驾驶的飞机，是利用无线电设备进行操控和飞行器内的自载程序控制进行飞行的飞机，无人机实际上也就是无人驾驶飞行器的统称。在专业技术的层面上可分为：固定翼无人机、多旋翼无人飞行器、无人直升机、无人飞艇和伞翼无人机等几大类。

然面无人机在测绘工程中主要发挥着直接提供正射影像图为作工作底图的主要作用，从而让野外测绘从繁重的体力劳动中得以解放。虽然无人机的分类及种类比较多，但也并非每一种都适合拍摄影像图。下面主要以无人机类型的分析及从事测绘的主要工作类型及技术分析两个方面来介绍下个人的一点理念，请大家指点。 1 无人机类型的分析

1）无人机类型介绍。固定翼无人机外形大都履属微型机，有圆盘形、后螺旋桨型、可拆卸型等，由于大都是以电池为动力能源，因此电动机的声音比较少，隐蔽性较好，个人认为比较适用于装载高清摄像头进行航空摄影测量。

多旋翼无人飞行器也称为多旋翼直升机，是一种有多个螺旋桨平均分部在机身周围的一种飞行器。市场上有四旋翼、六旋翼及八旋翼等，主要功能当然也是适合航空摄影，但其特点在于悬停，在悬停状态下拍摄图片。

无人直升机，从外观上我就不多作介绍了，重点介绍其性能。首先，无人直升机不需要发射系统，并具有垂直起降、自由悬停、灵活性高等特点，可以按照飞行剖面的航路飞行，给测绘工作带来极大的便利。西方科技发达的国家研制无人直升机已有多年的历史，早在50年代，美国卡曼公司就研制并推出了无人驾驶直升机，有些型号的无人直升机投入实际测绘工作运用。

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无人飞艇，是利用轻于空气的气体来提供升力的航空器。飞艇是军事利用价值最高的浮空器，但同时也是研制难度最大的军事武器之一。值得注意的是，飞艇区别于系留气球的最大性能是其自带动力系统，可以自行控制飞行。

伞翼无人机，是以伞翼为升力面的固定翼的航空器。其最大的特点即是其重于空气的伞翼，伞翼是用纤维织物制成的伞状的布而形成柔性翼面，位于机身的上方。伞翼无人机属于超轻小型的飞机类型，其具有体积小、速度慢、飞行高度低的特点，因而其适飞范围为低空，具有一定的局限性。

2）选择性分析。无人机在测绘工程中主要是提供正射影像图，也就是用正射像片编制的带有公里格网、图廓内外整饰和注记的平面图。那么什么叫正射像片呢？我们用飞机上拍摄像片来举例说明下，在飞机上任意一点往地面上拍出的一张图片，这就只能叫照片，是不能用于测绘的，不是绝对正射的地方其形状是有扭曲的，整张图是不成比例尺的，相反整张图能成比例尺，且整张图没有任何地方是扭曲的，才能称之为正射影像。

从上述的介绍中及例图一、例图二是正射像片的飞行及拍摄方法，而例图一中，拍摄出来的只能是张照片。由此我们大致可以得出一个理论，拍摄出正射像片，是需要很多张照片叠加而生成出来的，所以在飞行过程中是有需要一个均衡的速度、事先设计好的飞行路线、固定离地面高度以及固定的拍摄重叠率。这么说来微型固定翼无人机应该是比较好的一个选择。 2 无人机测绘的主要工作类型及技术分析

随着测绘科技及测绘仪器设备的快速发展，一直以来，能快速且精确的提供出当时的测绘成果图已成为全国乃至全世界测绘技术研究的最终目标。随着各国对空间测绘数据需求的增长，许多国家都在研制无人飞行器，建设民用无人机产业基地，并将其广泛的应用起来。近年来，我国无人机产业得到了较快的发展，并取得了一定的成绩，有些产品也已出口到国外市场。比较典型的是，适于在低空飞行的航测遥感技术，这一技术是我国在遥感技术基础上发展起来的新型技术，其优势在于可以快速、精准、高效地获取地理信息数据。航测遥感技术利用无人机装载航空数码相机，并采用IMU（惯性测量）/GPS（全球定位系统）技术而进行导航的航空摄影，这一技术主要适合于在1000米以下的低空作业。随着航空遥感测量技术的广泛运用，航空遥感测量技术现已成为我国应急救灾、数字城市建设、国土资源调查、矿山监测、环境监测等重大工程项目开展的重要技术手段与支持，为我国测绘事业积累了丰富的技术资源，更推动了我国社会经济的发展。

然而在测绘工程方面，我国当然也早已开始采用了航测技术，主要在数字城市建设、国土资源调查方面，个人分析可利用的项目很多，下面举例分析几项。

1）地形图测绘。地形图的作用在这我就不加以说明了，根据地形图精度的要求，调整好无人机拍摄的比例尺、分辩率及重叠率等。在出正射影像图后，可利用成图软件先在内业进行

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判图（也就是矢量化），再到实地检查正确性，再进行整个图纸的控制测绘以确定整个地形图的坐标系统。

2）新农村建设测绘。主要测绘是以房屋、交通、电力、水系等为主要要素。

为了房屋测量数据的准确性，在调查时需实地拉边长，进行纠正。主要成图标准还需参照《新农村建设测绘保障服务技术大纲》执行。

3）征地测量。征地测量是将集体所有的土地而转为国有土地的必要环节，是为国家土地调整、经济建设提供数据支持的保障。一般情况下，都存在村民与村民之间的纠纷，村民与集体的纠纷，特别是坡度大的土地的征地，村民的自己是以斜面丈量，这自然是不行，国家规定是平面面积为测量的准确面积。所以说如果采用航测，利用正射影像图勾绘，会大大减少村民间的纠纷及对面积上的认可度所带来的问题。

4）土石方测量。大家也许会有疑问，航测怎么可以算出土石方量呢。其实是可以的，在无人机飞行时，有个固定的飞行高度，而这个飞行高度是指与地面保持一定的高度，因此也就能得出飞行高度的轨迹，自然就可以得出高程值。在PostFlight Terra 3D软件上也可以得以实现。

综上所述，加强无人机测绘技术的研究与应用，是增强测绘应急服务保障能力的需要，是提高测绘效率的有效手段，更是加快数字城市建设、提升社会管理效能的技术保障，相信不久在将来无人机测绘将在全国广泛使用，今后的测绘工程，将迎来“满天飞”的时代。 参考文献

[1]李兵，岳京宪，李和军.无人机摄影测量技术的探索与应用研究[J].北京测绘，2008（01）.

[2]杨瑞奇，孙健，张勇.基于无人机数字航摄系统的快速测绘[J].遥感信息，2010（03）. [3]郑团结，王小平，唐剑.无人机数字摄影测量系统的设计和应用[J].计算机测量与控制，2006（05）. 作者简介

张涵（1984-），男，江西南昌人，测绘工程师，工程硕士，江西省煤田地质局普查综合大队测绘院副院长，研究方向：测绘工程。