无人机测绘新技术应用调研报告

1、无人机测绘新技术应用调研报告根据集团、院关于开展“大学习、大调研、大改进”任务 的通知精神，为更好的了解我院供方测绘单位无人机硬件、 软件配置、人员配置、作业流程等，为我院开展测绘成果检 查验收、BIM设计应用提供依据，为今后测量采购提供参考， 技术部联合科技研发中心开展了“无人机新技术应用”调研任 务。（一）组建调研组。调研组成员由技术部姚守峰、科技 研发中心相诗尧组成。（二）调研实施。调研组于 2018年 5月 30日编写调研 方案，6 月 20 日、25 日先后对山东省地质测绘院、山东鲁 邦地理信息工程有限公司进行了现场调研， 6月 21日通过电 子邮件发送调研表方式对煤炭工业济南设计研究院进行了 无人机新技术应用调研。（三）调研内容。本次调研就无人机测绘外业作业方法、 内业数据处理流程、质量检查方法等方面与测绘单位进行了 深入交流，了解三家测绘单位航空摄影测量专业测绘资质、 航测装备情况、无人机新技术应用现状、质量检查方法、无 人机发展及应用前景、目前遇到的技术难点及解决措施等。1、通过本次调研了解了无人机测绘的现状，主要有一 下几点：（1）无人机测绘的优点：具有利用率高、精细

2、准确、作业成本低、适用范围广、生产周期短等特点，能较大提高 外业效率，减少外业作业人员的劳动强度。(2) 缺点是受天气和季节影响，申请空域用时长。(3) 利用航拍技术可同时获取DOM、DEM、点云等多种数据。缺点是植被覆盖密集地方获取的高程精度较低。2、开展无人机测绘质量检查工作方法(1) 不同方式获取数据对比检查。(2) 内业刺点时检查相控点精度；(3) 外业调绘时由外业人员检查点进行平面及高程精 度对比。( 4 )通过比对接边位置平面、高程精度保证各架次精 度衔接。3、无人机测绘发展及应用前景(1) 激光雷达、三维建模、实时监测方面为无人机应 用发展方向。( 2 )无人机在续航时间、搭载设备以及荷载方面会有 明显的改进。4、目前遇到的技术难点，解决措施(1)遇到的问题为数据处理像对周期较长。解决办法： 配置高端计算机或计算机机群。(2) 在进行 1：500 地形图测绘时，高程精度难以达到 规范要求，实际作业时需要采用桩点法实测高程点或加大像控点布设密度；（3）在植被遮挡严重的区域无人机的应用受到很大限 制，只能进行补测。（四）我院无人机技术应用。近年来，随着我院科技研 发中心的设立

3、以及BIM设计的研发和应用，我院也开展了多 旋翼无人机应用，主要应用于道路、桥梁、航道、港口等工 程项目现场资料的获取以及三维实景建模领域，并开展了无 人机航测技术与BIM技术相结合的研究工作。调研的三家测绘单位均为我院供方库单位，长期为我院 提供测量服务，测绘资质均涵盖航空摄影测量专业。无人机情况机载Lidar单位名称单位性质测绘资质航测人员开展年份无人机品牌无人机类型航摄仪航片处理软件机载Lidar设备处理软山东 省地 质测 绘院事业甲级552013积云1号（丹麦）、天狼星（免相控）固定翼PIX4D、PHOTOSCAN、INFOswdc_4； swdc_5；ADS1OO等，其中swdc_5为倾斜摄影仪器。南方征图SZT-R1OOOInert Explore 合惯导解 件、 PointPr 激光数据 软件 CloudP， 点云测图山东 鲁邦 地理 信息 工程 有限 公司民营乙级382016天狼星（RTK免相控）固定翼PHOTOSCAN煤炭 工业 济南 设计 研究 院有 限公 司国企甲级55积云1号2017 （PPK免相 固定翼控）（丹麦）PIX4D南方征图SZT-R1000Inert

4、 Explore 合惯导解 件、 PointPr 激光数据 软件 CloudP， 点云测图五）无人机航空摄影测量现状总结。通过本次调研，我们了解了无人机测绘应用的现状，其 应用范围比较广泛，可以同时获得数字正摄影像（DOM）、数 字高程模型（DEM）、点云，并可以依此获取数字线划图（DLG） 等，但也存在一定的缺点。一是受到电池容量、电台通讯信号等条件限制，部分机 型效率较低；二是在树木、农作物及植被覆盖的地方无法获取地面详 细信息、高程数据不准确；三是获取的点云数据密度、精度较低，依此建立的数字 地面模型（DTM）质量较差，无法满足获取准确断面信息的 要求；六）航空摄影测量未来发展趋势。机载激光三维雷达系统（Lidar），是一种以飞机为系统 搭载平台，集成了全球定位系统（GPS）、惯性导航系统（INS）、 激光扫描仪（SCANNER）、CCD相机等新一代航空遥感系统， 用于获取激光点云数据并生成精确的数字高程模型（ DEM） 数字表面模型（DSM）、数字地面模型（DTM），通过激光点云 数据的处理可以得到真实的三维场景。激光 Lidar 技术通过激光扫描密集地面数据，采用滤波 与分类

5、技术得到公路勘测设计所需的真实地面信息，克服了 无人机无法获取植被覆盖地区地面高程的缺点，可生成高精 度数字地面模型（DTM）,还可与航空遥感系统获取的高分辨 率数字正摄影像图（DOM）结合，生成大比例尺数字线划图（DLG）。可以针对海量高密度、高精度的地形数据建立数据 库，根据公路设计人员拟定的不同路线方案，获得各自精确 的纵、横断面地面信息，供设计人员进行路线方案比选和优 化设计。-ILidar 测量系统的优点是可以获取树林等植被覆盖区一 定数量的地面高程点，但是 Lidar 系统也存在一定的缺点 主要是设备较沉重，无法在小型无人机上面搭载，但随着科 技的不断进步，小型化在不久的将来必定会实现。（六）我院 Lidar 应用情况。1、机载 Lidar 应用。我院承担的新泰至台儿庄高速公 路 KCSJ-1 标段、临淄至临沂高速公路淄博段均进行了机载 Lidar 采购，由山东省地质测绘院提供数据。我院技术部对 新泰至台儿庄高速公路 KCSJ-1 标段 Lidar 测量成果进行了 高程精度检验，其高程精度可达到5cm，可以满足提取道路 设计所需的纵横断面的精度要求。2、车载 Lidar 应用。我院在京台高速改扩建德州段、 枣庄至济宁段、青岛新机场高速公路接续工程均进行了车载 Lidar 采购，由山东鲁邦地理信息工程有限公司提供数据。 我院技术部对以上数据均进行了高程精度检验，经检验其高 程精度相对于靶标点精度在2cm以内，相对于首级控制网精 度均在3cm以内，可以满足获取既有道路路面横断面的要求。 （七）今后采购的建议。通过调研，在于发现各种航测手段的的优缺点，为我院 今后采购提供一些参考。1、新建道路采购，建议采用机载 Lidar 测量系统，其 获取数据精度高、作业效率高，可以较快的提供初始测绘资 料，满足设计人员定线、调查需要，其数据精度可以满足内 业提取纵断面、横断面精度要求。2、既有道路测量采购，建议采用机载Lidar、车载Lidar 相结合的方式。利用机载Lidar获取路面外的点云数据、利 用车载 Lidar 获取既有路面数据，最后将两者数据融合，获 取高精度的数字地面模型（DTM），可以避免外业测量，提高 工作效率。技术部、科技研发中心2018 年7月 16日

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