无人机测绘技术在测绘工程中的应用分析
孙琛 刘觅 常苗
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孙琛 刘觅 常苗,. 无人机测绘技术在测绘工程中的应用分析[J]. 测绘科学与技术,202412. DOI:10.12721/ccn.2024.157419.
摘要: 本论文探讨了测绘技术在工程测绘领域的重要性以及常用测绘技术的原理与应用。首先,通过定义工程测绘及其应用领域,强调了测绘技术在工程项目前期工作中的不可或缺地位。其次,介绍了全球定位系统(GPS)、激光扫描技术、遥感技术和地理信息系统(GIS)的原理与应用,阐述了它们如何提供高精度、多维度的地理信息数据。随后,探究了测绘技术在土地测量、地图制图、建筑工程测绘以及施工监测中的广泛应用。
关键词: 测绘技术;工程测绘;GPS
DOI:10.12721/ccn.2024.157419
基金资助:

前言:无人机测绘技术是一种将无人机技术、遥感技术、地理信息系统(GIS)和计算机技术相结合,对自然地理要素或地表人工设施的形状、大小、空间位置及其属性等进行测定、采集并绘制成图的技术。它利用高精度传感器(如激光雷达、航拍相机等)和全球导航卫星定位系统(GNSS),通过无人机的空中作业,快速获取目标区域的地理空间信息,并生成高精度的数字地图和三维模型。

1、无人机测绘技术优势

1.1高效性

无人机测绘技术可以大幅提高测绘效率。无人机能够在短时间内覆盖大面积的区域,并通过连续拍摄和数据处理,快速生成测绘成果。这使得测绘工作更加迅速,有助于加快工程进度和决策速度。

1.2高精度

无人机测绘技术利用高精度传感器和先进的数据处理算法,能够生成高精度的测绘成果。这些成果在精度上优于传统测绘方法,可以满足更严格的测绘要求。同时,无人机测绘技术还可以提供丰富的地理空间信息,如高程、坡度、地貌等,为工程规划和设计提供更准确的数据支持。

1.3灵活性

无人机测绘技术具有高度的灵活性。无人机可以适应各种复杂地形和环境,如山区、沼泽、城市等。同时,无人机还可以根据需要进行自定义飞行路径和高度设置,以获取最佳的测绘效果。这使得无人机测绘技术在各种测绘工程中具有广泛的应用前景。

1.4安全性

传统测绘方法通常需要人工进入危险区域进行测绘工作,存在较高的安全风险。而无人机测绘技术可以替代人工进行测绘,避免了人员进入危险区域的风险。同时,无人机还可以通过远程控制和实时监控,确保测绘工作的安全性和可靠性。

1.5成本效益

无人机测绘技术相较于传统测绘方法具有更低的成本。首先,无人机测绘技术可以大幅减少人力成本,降低测绘工作的劳动力需求。其次,无人机测绘技术还可以提高测绘效率和质量,降低测绘工作的重复成本。此外,随着无人机技术的不断发展和普及,无人机测绘技术的成本也在逐渐降低,使得更多的测绘工程能够采用这种高效、低成本的测绘方法。

2、无人机测绘技术在测绘工程中的应用

2.1高精度测量制图

无人机技术在测绘工程中的首要应用是进行高精度测量和制图。通过搭载高精度的测量设备,无人机可以迅速获取地形地貌的详细数据,生成高精度的数字地面模型(DTM)。这一技术在各种复杂地形和环境中表现尤为出色,能够全面覆盖测区,提供准确且全面的地形数据。无人机通常搭载全球定位系统(GPS)和激光雷达等传感器,可以对地表进行高精度地形测量。激光雷达通过发射激光脉冲并接收反射信号,能够精确获取地表高程、坡度、地貌等信息。同时,无人机还可以搭载高分辨率相机,拍摄地表影像数据,用于生成数字地图和三维模型。这些数据可以用于地质调查、地形分析和地质灾害监测等方面。

2.2工程量清单监测

无人机技术不仅可以用于高精度测量制图,还可以用于工程量清单和监测。通过高清晰度的图像和视频,无人机能够记录工程现场的情况,帮助工程师准确测量和计算工程量,并进行定期监测,以确保施工质量和进度。在工程项目中,无人机可以拍摄大量的图像和视频数据,通过专业的图像处理软件进行分析和处理。工程师可以利用这些数据,快速计算出土方量、材料用量等工程量信息,并进行施工进度的实时监测。同时,无人机还可以用于发现施工中的潜在问题,如土方开挖不均匀、材料堆放不当等,及时进行纠正,提高施工质量。

2.3建筑物检查维护

无人机技术在建筑物检查和维护方面也发挥着重要作用。通过高清晰度的图像和视频,无人机能够检查建筑物的外部和内部构造,以及设备的运行情况,及早发现和解决潜在的问题,节省人力和时间成本。传统的建筑物检查和维护通常需要人工进行,不仅耗时耗力,还存在一定的安全风险。而无人机可以通过空中拍摄,快速获取建筑物的影像数据,通过图像处理软件进行详细分析。例如,利用红外热像仪,无人机可以监测建筑物的能源使用效率和损耗情况,发现潜在的能源浪费点和故障点,为节能降耗提供科学依据。此外,无人机还可以用于监测建筑物的裂缝、腐蚀等问题。通过搭载高分辨率相机和传感器,无人机可以对建筑物进行精细检查,发现潜在的裂缝和腐蚀点,及时进行修复,避免建筑物因长期使用而产生的安全隐患。

2.4土地调查与规划

无人机技术在土地调查和规划方面也具有重要的应用价值。通过搭载多光谱和热红外相机,无人机可以快速获取大面积土地的多光谱数据和热红外图像,有助于地质勘探和土地规划,以及农业和环境监测。多光谱相机可以获取不同波段的影像数据,用于分析土地覆盖类型、植被健康状况和土壤湿度等信息。热红外相机则可以获取地表的温度分布数据,用于监测土地的温度变化和热量分布。这些数据可以用于土地资源调查、土地利用规划以及环境监测。在土地资源调查中,无人机可以快速获取地表的影像数据,通过图像处理软件进行土地分类和土地利用类型的识别。这些数据可以为土地资源管理和规划提供科学依据,有助于合理利用土地资源,提高土地利用效率。

2.5管道线路巡检

无人机技术在管道和线路巡检方面也具有广泛的应用。无人机可以快速巡检管道和电力线路,检测潜在的问题,如裂纹、漏油、松动的连接等,提高巡检效率和安全性。在石油管道巡检中,无人机可以搭载高清摄像头、激光雷达和红外线传感器等设备,对管道进行远距离、非接触式的巡检。高清摄像头可以拍摄管道表面的图像,检测裂纹、腐蚀等问题;激光雷达可以获取管道及其周围环境的三维信息;红外线传感器则可以检测管道及其周围环境的温度分布,发现潜在的泄漏点或热点。通过无人机巡检,可以实现对管道的全方位、无死角覆盖,快速准确地发现潜在的安全隐患。同时,无人机巡检还可以避免人员进入危险区域,降低安全风险。例如,在山区和沼泽地等复杂地形中,无人机可以替代人工进行巡检,大大提高了巡检效率和安全性。

2.6地质测绘

无人机技术在地质测绘方面也具有广泛的应用。通过搭载高精度传感器和多光谱、热红外等设备,无人机可以进行高精度地形测量、矿产勘探、地质灾害监测和土壤分析等工作。在高精度地形测量方面,无人机可以搭载GPS和激光雷达等传感器,对地表进行高精度地形测量。通过搭载专业的测绘仪器,无人机可以捕捉到地表的详细地形数据,包括高程、坡度和地貌等。这些数据可以用于地形图的绘制和地质构造的分析。

结束语:综上所述,无人机测绘技术在测绘工程中具有广泛的应用前景和显著的优势。随着技术的不断进步和应用领域的不断拓展,无人机测绘技术将在未来测绘行业中发挥更加重要的作用。同时,政府、企业和高校等各方也将共同努力推动无人机测绘技术的发展和应用水平的提高。

参考文献

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