无人机测摄与GIS技术在工程中的运用探究

严廉成 金强

摘 要： 文章基于对无人机抗侧系统组成和工作流程的介绍，分别对工程测绘中无人机测摄技术以及GIS技术的应用情况进行研究，以供参考。

关键词： 无人机测摄系统;GIS技术;工程

【中图分类号】P237;TB22   【文献标识码】A   【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.38.053

1 引言

在工程项目建设之前，需要开展工程测绘工作，作为设计方案、施工调整以及竣工检查等工作所依据的地理信息。由于目前工程项目建设对工程测绘精准性的要求较高，传统的测绘手段已经无法满足要求，因此将无人机测摄系统和GIS技术应用其中，不仅可以获取更为准确的地貌地物等信息，还可以在复杂的测量环境中应用，具有较低的成本和较快的转场速度等优点。在通过上述技术获取庞大的测绘数据之后，还需要通过GSI来储存、计算和分析、管理所采集的图像和数据信息等，然后采取更加直观的方式提供给工作人员。

2 无人机航测系统组成及其工作流程

目前常用的无人机航测系统中主要采用固定翼无人机和多轴旋翼无人机两种，前者的飞行速度快，但是对搭载设备的重量要求较高，负重相对较小。后者则具有较强的负重能力，在搭载贵重的测摄仪器时也可以稳定飞行。此外，在无人机上搭载具有较高像素和分辨率的数码相机和超广角镜头。如果在低空飞行则需要搭载数码相机，同时需要应用Dxo Optics Pro软件进行光学和几何处理等影像畸变矫正工作，然后结合不同的计算机处理能力和数据处理精度要求开展照片分块处理工作。结果所得到的正射影像将控制点布设在工程目标地附近并开展测量工作。之后基于上述定向正射影像开展绝对定向处理工作，将控制点的绝对坐标和高程倒入其中对其误差进行检查，并删除其中具有较大误差的点。经过上述检查之后最终得到最终的DOM，保证其满足相应的数字正射影像图要求。在上述过程中，也可以應用无人机上的激光雷达对控制点进行扫描，并通过地理信息系统分析所采集的海量数据，通过扫描所获取的三维坐标组成点云数据，对物体的形态和位置关系进行展示，同时获取色彩影像在这些点对应位置赋予其色彩，通过更加直观化的方式展现出来。

3 无人机测摄系统及其在工程中的应用分析

3.1 无人机测摄作业流程

在应用传统方法开展工程测绘作业时，不仅需要投入较多的人力和物力，而且作业难度较大。但是应用此种无人机的测摄方式，不仅响应速度较快，而且具有较低的成本以及操作简单等优点，还可以在较为复杂的环境中应用。在此技术应用中，主要按照航线设计、像控点实地测绘、外业调绘的顺序开展。首先在航线设计时，要保证设计内容符合工程实际以及现场环境需求，重点做好对航向、航线长度以及数量等信息的设计，并且将上述设计内容导入到无人机系统中，在天气状况允许时开展相应的航拍作业来获取影像数据。在确定像控点时，主要采取快速静态的观测形式对三维坐标进行采集，然后基于区域网模式开展后续测绘作业。

3.2 在工程测量中的应用

在工程测量中，主要将无人机测摄应用在大比例尺地形和线路地形测绘作业中，具体地说在按照要求对测摄像控点进行设置之后，对像控点平面和三维数据进行采集，将采集的信息与原有影像底图综合进行坐标的设置，分析其中的航向等指标要求。然后使用无人机开展影像采集工作，将所采集的数据导入软件中进行处理，通过此软件的影像匹配和建模拼接工作来形成三维模型。最后则结合之前设定好的像控点外业数据和坐标等开展影像配准和外定向工作，对其中建筑物的结构、类别进行标注，开展对色调和亮度的调整等。

4 地理信息系统及其在工程中的应用分析

4.1 获取数据

在工程测量作业中，要获取各类数据并储存作为后续开展数据处理和分析等工作的依据，在此阶段中需要工作人员对视觉变量进行选择之后用来对图像数据进行确定，然后在屏幕上显示才能完成最终的测量作业。在此阶段中，由于所采集的数据已各种数值和符号来保存，还需要通过相应的计算机软件发挥其对地理数据和信息的符号化功能，通过更加直观化地方式展示出来并开展数据对比工作，为工程测量提供必要的数据。

4.2 分层处理

在工程测量中应用此技术开展分层处理，就是发挥其隔离功能，切割原有的工作任务，保证其相互处于独立的分层状态，保证数据处理结果的准确性。在工程建设环节中则可以结合分层处理功能和定位功能来保证工程测量数据的准确性，从而保障工程施工质量。

4.3 资源配置

应用此技术开展工程测量作业时，此技术对服务器等硬件要求较高，要求准备配置较高的服务器来综合处理多种用户数据。而对于客户端来说，则只需要使用具有良好显示效果的显示器则可以实现对浏览效果的优化。此外应用此技术时需要操作相应的软件来发挥其作用，为了保证此技术的稳定使用，要求所用软件的性能较高，听过对宽带和路由器的合理选择来发挥此技术的优势。

4.4 可视化显示

通过此技术在工程测量中的应用，可以通过三维立体的方式来仿真模拟空间图像信息，通过可视化和立体化的方式展示工程信息数据。结合多媒体技术和可视化技术可以对地理信息数据传输方式进行优化，保证数据顺利传输并提升工程测量效果。同时发挥可视化技术的优势，更加直观的通过地图动画的方式对地理信息数据进行清晰地展示。

4.5 结果描述

在工程测量中应用此技术可以开展多种空间分析工作，比如开展地形分析、缓冲分析以及网络分析等，并保证分析结果的准确性，预防施工风险的发生。比如可以描述地表透视勘察结果，也就是通过连续线端或间断线段的方式对地表测量结果进行表示，此种方式比较准确和直观，便于理解和应用，以此来提升工程施工质量。最后还可以结合经过GIS技术处理之后的工程测量结果作为开展工程管理工作的依据，起到辅助决策的作用，确保工程项目的顺利实施。

5 结语

在工程测量中应用无人机测摄技术以及地理信息系统，可以大大减轻传统测绘方法的工作量并降低作业难度，提升测绘结果准确性，通过更加直观的方式展示出来，为工程设计以及后续建设、使用等提供准确的数据支持。

参考文献

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