工程测绘中无人机遥感测绘技术应用与发展

时间：2024-04-25

陈煌

莲花县地产测绘设计院江西萍乡 337100

无人机遥感技术是一种结合无人机驾驶飞行器技术、遥感传感器技术、通讯技术及GPS 差分定位技术，可以实现智能化、自动化、获取自然环境和工程地质地形等空间遥感信息的现代化应用技术。随着近年来无人机遥感技术的进一步发展，其得到了工程测绘单位广泛的应用，无论是影像获取还是数据处理均明显优先传统的测绘技术，在各个区域中均有良好的发展前景。莲花县位于江西省西部，素有 “七分半山一分半田，一分水面和庄园” 之说，森林覆盖率达67%。常有些测区位于深山老林中，甚至无路可达，此类情况使用无人机遥感技术则更显其重要性和便利性，如我县开展的三调项目举证工作量非常大且山区多、路途远，无法到达实地举证的图斑数量多且分散，最终对无法到达的举证图斑采用无人机遥感技术进行举证，保证了项目的顺利完成。因此，为推动无人机遥感测绘技术在工程测绘中的进一步应用与发展，对其应用优势和应用要点作系统分析探讨十分必要。

1 无人机遥感测绘技术在工程测绘中的应用优势

无人机遥感测绘技术在工程测绘中具有十分显著的优势，可以大大提升测绘效率与质量，可以得到广泛的推广应用。总的来说，无人机遥感测绘技术在工程测绘中的应用优势集中体现在以下几方面：

1.1 监测范围广泛

通过无人驾驶飞行技术可以实现任何高度空间上的拍摄工作，甚至对于一些恶劣的环境也可以实现飞行，获取到高精度的影像信息。更为重要的一点是，通过将无人机遥感技术应用到沙漠、草原、沼泽等场域中可以最大限度减少人力物力的投入，提升工程测量的经济性[1]。

1.2 有很高的监测效率

借助无人机遥感技术可以快速获取到所要监测区域的影像数据，并快速完成数据的传输、整理与分析工作，尤其是在数据传输、影像清晰度及数据准确性方面优势更为显著。近年来无人机遥感技术越来越多的应用于地震灾害及洪水灾害等突发事件的急救应援工作中，可以取得良好的成效。

1.3 操作日益简单化

随着无人机技术的不断成熟，目前由大疆无人机公司所推出的无人机型号均已经可以实现线路规划、任务分析及自动返航等功能，拥有更强的自主决策能力，这有助于实现无人机的便利化操作。

1.4 良好的系统兼容性

无人机遥感技术整合了较多的先进技术，优势互补，最大限度实现了整体优势。从硬件设备来说，遥感操作系统可以搭载到任何机型的无人机上，并与终端设备相连接，可以实现数据的共享。从软件搭载来说，遥感系统与其他软件的结合可以发挥更大的优势，比如可以将采集到的影像数据输入至ARCGIS 中进行分析，ARCGIS 所需要的数据也可以通过遥感系统获取。

1.5 对飞行开展全过程和动态监控

无论是航线规划还是无人机升空后的飞行状态均可以实现动态监控，操作人员只需要借助电脑终端设备即可对无人机飞行状态进行监控。一旦飞行过程中存在突发事件立即触动紧急返航功能，若电动返航功能失效则可以立即借助遥控器完成手动返航，确保整个航测工作的安全性。

2 工程测绘中无人机遥感测绘技术的应用

2.1 准确获取测绘影像数据

传统的工程测绘需要测绘人员借助RTK 实地打点，一些较为恶劣的环境往往无法实现实地打点的目的，对整个工程测量数据的准确性和完整性有较大的影响，无法满足日益发展的工程测绘需求。无人机遥感技术的出现很大程度上解决了这一问题，实际开展工作时，为了更好确保影像数据的真实性，测绘人员可以先通过91 地图或奥维互动地图得到测量区域，而后在测量区域的四周做像控点，用RTK 打点得到坐标信息，后续可以与影像中同一点的坐标信息进行比对，确保影像精度。通常情况下会选择在内业阶段预先规划好飞行航线，待实际升空飞行时需要先选择飞行场地，确保场地开阔，确保无人机升空与降落均安全，尤其是需要事先对该区域是否有禁飞限制进行检查，目前大疆公司所配备的软件均可以自行查看。待整个架次完成后测量人员可以下载影像数据和POS 数据，继而由内业完成像控点的 “刺点” 和 “跑图” 工作。

2.2 恶劣复杂环境中的应用

往往多数的工程测绘项目所处的地质地形环境较为恶劣，单纯依靠人力进行测绘有较大的难度，且部分区域人员无法进入，测绘质量无法得到有效的保障。而通过应用无人机测绘技术可以最大限度克服这些复杂因素，有助于提升测绘效率与质量[2]。目前来看，无人机遥感技术已经广泛应用到地形图测量、矿山治理测量及地质灾害测量等工程测量中，能够为后续工作提供数据支持。

2.3 低空作业中的应用

在一些起降条件较差，云层较低的山区，无人机遥感技术会受到一定的应用限制，对工程测绘工作高效开展有较大的影响。近年来随着无人机技术的发展，低空无人机航摄系统开始代替常规航空摄影，在环境变化监测、资源开发及农林监测中均得到了广泛的应用。在实践应用中发现，通过应用低空无人机遥感技术可以灵活且安全的获取到高精度的影像数据，应用优势十分显著。除此之外，近年来无人机遥感技术在检测应急事件中也得到了较好的发展，所研发的 “无人飞艇低空航测系统” 可以投入到一些特定的工作范围中，其优势在于拥有更加完善的自检校与自稳定功能的组合低宽角低空数码相机系统，所采用的检校软件和相片重叠关系可以最大限度降低误差范围[3]。另外，值得一提的是，无人飞艇低空航测系统对自动化操作的要求更高，所配备的数据处理软件可以大大提升自动化水平，保证影像数据的分辨度和清晰度。鉴于低空无人遥感系统具有较多的优势，因而后续相关的国家部门和测绘单位要加大这方面技术的研发力度，掌握更多低空无人机航摄系统的相关知识，以此推动无人遥感系统的进一步发展。

2.4 影像数据处理中的应用

长期的实践应用发现，与传统的影像数据采集方式相比，无人机在开展影像数据分析处理时会出现数码影像排列的不规则特点。分析原因可能是无人机升空作业过程中会因为角度问题导致旋偏角和俯仰角增大，继而导致摄影像堆叠度对比增大，造成影像数据变形。近年来无人机技术的发展一定程度上对这类问题作出了解答，实际测量时测量人员可以将变焦镜头应用到无人机数码相机设备上，测量时先对数码相机变焦镜头进行标定作业，而后根据标定结果开展分析，确定不同焦段上数码相机的参数与畸变参数和焦距存在的关系，最终获得数码相机变焦镜头库加速准确标定与畸变改正之间的要点策略，提升无人机影像数据获取的真实性，最大限度发挥无人机遥感技术在工程测绘中的优势。

3 工程测绘中无人机遥感测绘技术的发展前景

就目前无人机遥感测绘技术在工程测绘中的应用来看，其已经取得了十分广泛的应用，大到工程测量，小到生活中的摄影均有无人机的参与，在各行业的应用日益增多。加上信息化的发展，无人机遥感测绘技术的应用与发展均进入到了一个全新的时期，尤其是测量测绘工程中更是得到了广泛的应用，比如大中小比例尺地形图测量、地质灾害测量等航空摄影测量领域。随着近年来城市化进程的加快和环境保护意识的强化，未来无人机遥感测绘技术在这两方面的应用会更加广泛。比如在智慧城市建设方面，随着数字城市概念的提出，无人机遥感测绘技术正在渗透至城市建设的方方面面，一方面城市规划人员可以通过无人机遥感测绘技术获取到DOM、DEM、DSM 影像数据成果，在基础上开展更加合理的规划工作。实践应用发现，目前所使用的 “航天远景” 与立体眼镜可以对电线杆等细小物体的高度进行精准测定，这无疑为城市地质地形规划提供了准确的参考数据，对未来实现城市日常管理有较大的挖掘价值。生态环境是人类赖以生存的基础，随着近年来我国在生态环境监测与治理方面投入力度的加大，相关的地理信息和环境监测事业得到了较大的发展，无人机遥感测绘技术的应用越来越广泛，在获取国土资源、地震灾害及自然环境等遥感信息中发挥着重要的作用。更为重要的一点是，其可以高效完成遥感数据处理、影像建模及应用分析，这对于提升环境监测与治理的效率和质量有重要意义。