无人机测绘技术在土木工程测绘领域的应用创新

李国平

摘要：在土木工程建设过程中，无人机测绘技术起到了重要作业，可以进行对土地资源及地形图的观测测量等工作，还能够实现对建筑周边环境、道路位置及交通情况等各种信息资料收集与获取。本文阐述了无人机测绘技术原理，以及测绘技术特征，分析了在土木工程测绘中的应用，并对其在应用中的创新技术进行探讨。

关键词：土木工程；测绘技术；无人机；观测测量

引言

随着科技的不断发展与进步许多技术也已经成功地运用在土木工程建设过程中，例如无人机技术可以帮助工作人员更好地进行测绘工作。无人机技术的应用与发展是在新时代潮流中所衍生出的一种产物，也是社会的创新与发展中不可避免的一种方向，土木工程类测绘专业的教学也因此要随着技术的发展而有所改变与创新，因此在教学过程中，要适当地培养学生相关的技术与技能从而能够更好地适应实际工作的需求与发展。

1无人机测绘技术原理

无人机技术是以无线电为主要载体，利用载物或者其他设备，通过无线电通信、遥测等系统进行信息传递和接收。使用无人机进行工程测绘，首先需要对其系统和软件有全面系统性的了解和分析，根据实际情况在软件平台设计控制网进行方案布设，同时将各环节有机结合起来以实现有效监控，即可对无人机遥感系统进行实时观测记录和数据采集。无人机测绘的工作原理具体如下。

1.1无人机平台

（1）飞行计划和控制在进行测绘任务之前，需要对所测绘的区域范围列出飞行计划，包括确定飞行区域、飞行高度、航线和任务目标等。飞行计划可通过无人机控制软件进行编程和设定。飞行计划设定好之后，无人机即可自动按照预定的航线进行测绘工作。也可通过遥控或预设指令进行实时控制和调整。（2）数据采集无人机搭载的传感器和设备用于数据采集。其中，相机是最常用的设备之一，用于进行航空摄影。测绘相机可用类型有RGB相机、红外相机或多光谱相机，需根据测绘任务的需求选择合适的相机类型。激光雷达则可以获取高精度的地形数据，通过发射激光脉冲并测量其返回时间来获取地表的高程信息。（3）位置定位为了获取准确的测量数据，无人机需要进行精确定位，该功能通过全球定位系统（GPS）来实现。无人机上搭载的GPS接收器能够接收卫星信号，计算出无人机的三维坐标。通过与地面控制点的配准，可以进一步提高测量精度。

1.2数据处理与分析

使用无人机将数据采集完成后，计算机视觉、遥感和地理信息系统（GIS）等技术，通过图像处理、地形重建、特征提取和数据融合等步骤，对大量数据进行自动化处理和分析，最终生成数字高程模型（DEM）、三维模型和地图等终端产品。

2无人机测绘技术特征

2.1精准度高

高精度测量是无人机测绘技术在土木工程测绘领域的另一个重要特征。通过使用先进的传感器、精确的飞行控制与定位系统、数据处理与校正、控制点与地面配准以及重叠航线和多视角观测等方法，无人机测绘技术对空间位置精度要求较低，能够实现高精度的地表测量，并可适应各种复杂地形，满足土木工程对精细测量和分析的要求。

2.2灵活性与适应性强

无人机测绘技术是以计算机网络为平台，通过传感器的采集、处理和传输，结合自动控制算法实现遥感数据获取及信息交换，不需要专业设备及场地条件便能完成对目标物信息的获取和采集工作。无人机的垂直起降能力使其能够在狭小的空间内悬停和悬浮飞行，进入人工难以到达的区域，如高山、峡谷、建筑工地等，能够适应各种地形环境和复杂条件，快速部署并实现实时监测和数据采集，同时降低人员风险，在土木工程测绘领域具有灵活性与可访问性的特点，为工程人员提供了更广阔的测量范围和更全面的数据收集。

3无人机测绘技术在土木工程测绘中的应用

3.1无人机测绘作业

（1）航线预设。无人机测绘是通过搭载激光扫描仪或多光谱相机等传感器，对地表进行高精度的地形和地貌测绘作业，因此在进行无人机测绘起飞之前，要先根据测量范围做好飞行路线的设定以及无人机起降方案等工作。除了设定航线外，也要检查相关设备情况，包括所要测量的实际范围、测量面积、传感器连接情况及计算机显示的影像效果等方面。通过检查使收集到的数据符合所需要的测绘数据效果，有助于高效实现测绘目的。

3.2无人机测绘数据处理

传统的测绘数据处理主要是通过人工绘图和无人机航拍进行，但是随着计算机技术、网络通信及电子传感等先进信息技术在土木工程领域广泛应用[9]。目前无人机测绘数据处理主要是利用遥感影像和GPS的空间测量技术，通过使用计算机软件将地面点、空中地形图以及三维图形进行转换，并生成相应的控制网状图，从而得到所需信息。

4土木工程中现代化测绘工程技术应用创新要点

4.1设计测绘技术方案

现代化测绘工程技术的应用，需要先设计好测绘技术方案。测绘技术是指根据测绘要求以及工程实际情况，明确测绘目标、测绘对象，并对测绘工作进行全面规划，保证测绘达到最佳效果。如，设计测绘技术方案时，需要了解工程概况、具体要求，并对施工区域内的地质信息及气象信息进行综合采集，采集所有信息并明确要求之后，设计测绘技术方案。测绘时间、地点、方式方法、数据统计分析、安全管理工作统一规划，符合实际情况，确保土木工程测量测绘技术应用达到最佳效果。

4.2选择技术设备

现代化测绘工程技术的应用需要使用先进的设备，在选择设备、应用设备时需根据实际情况进行操作。在当前测绘工程技术及设备不断发展的背景下，测绘技术种类繁多、企业产品参差不齐、价格不等。因此，选择GPS、GIS以及全站仪等相应的技术设备时，均应进行详细的市场调研，对设备的市场销量、实践应用反馈、性价比进行全面分析，选择符合工程实际的最佳设备，为日后工程测量测绘管理打好基础，保证测绘技术应用取得良好效果。

4.3做好技术人员培训

现代化测绘工程技术应用具有先进性特点，虽然应用简单便利，但技术原理复杂，数据解算或后续制图等技术相对困难。因此，测绘工程技术应用必须由专业的技术团队完成测量和测绘。并且，对不同工程情况，也需做好测量测绘专业技术人员的培训。（1）做好技术培训工作。专业团队的技术人员对GPS、GIS等先进技术必然有全面的了解。但实际上，技术培训主要是对工程中如何应用先进设备和仪器进行培训。现代GPS、GIS等设备或平台更新换代速度较快，工程中如果对新技术和新功能有所需求，必须要对使用者进行正规的培训，使技术人员对新技术有全面了解和熟悉掌握，方便新系统和新技术的应用。

结束语

随着信息、计算机以及遥感等技术的快速发展，无人机测绘技术在土木工程测绘领域的应用带来了革命性的变革。针对工程测绘严谨程度高、耗时久、工作量大等特点，无人机测绘技术通过高效快速的数据采集、精准度高的测量和灵活安全的操作，为传统土木工程测绘方法带来了许多优势和创新，极大地提高了测绘效率和精度，减少了资源和人力的消耗，并增强了工作的安全性。

参考文献

[1]李鹏.测绘工程技术在土木工程中的运用实践[J].电脑乐园，2022（11）:28-30.

[2]王作文，万旭升，孟晓平.土木工程施工课程多样化教学模式改革与实践[J].高教学刊，2020（19）:143-146，149.

[3]李汉卿.测绘工程技术在地基测量中的实践应用分析[J].建筑工程与管理，2021，3（1）:92-94.

[4]李萍.测绘新技术在国土测绘工程中的运用探究[J].中文科技期刊数据库（全文版）工程技术，2021（2）:2.

[5]雷振韬.测绘工程技术在土木工程中的应用关键分析[J].建筑与装饰，2022（15）:187-189.