无人机遥感测绘在工程测绘领域的应用思考

无人机遥感测绘在工程测绘领域的应用思考

刘乾会 刘哲宇

贵州省第一测绘院 贵州省贵阳市 550025

摘要：工程测绘过程中，最为重要的一项技术是无人机遥感测绘技术，它能够使得测绘技术更具低成本、高精度的特点，所以在国内众多工程当中得到了应用。基于此，本文将对无人机遥感测绘在工程测绘领域的应用进行分析。

关键词：无人机遥感测绘；工程测绘；应用

1 无人机遥感测绘技术概述

无人机全称为无人驾驶航空器，目前无人机遥感在各行业中广泛推广，将无人机与遥感技术结合运用，可获取大量资源、环境信息，快速获得分辨率相对较高的遥感影像，并制作满足规范精度要求的地理信息产品，具有自动化、智能化特点。工程测量是指在城建、交通、地质、房地产、水利、电力、航天、能源等工程项目建设过程中，利用现代化测绘技术，获取地形、建筑物及构筑物等资料，为工程设计、施工、营运管理提供信息支持的测量工作，应用无人机遥感技术，能够有效提升其工作效率，获取精准的遥感影像资料，为工程建设提供参考依据，确保工程按时、保质完成，意义重大。近些年，无人机遥感与卫星遥感、有人驾驶飞机遥感并称为“三大遥感平台”，其在飞行高度、速度、条件以及影像分辨率精度方面各有差异。具体适用情况如下：

①卫星遥感：适用于全球、全国大区域测绘；

②有人驾驶飞机遥感：适用于国内较大区域航测；

③无人机遥感：适用于市、县等小范围区域航测。

2 无人机遥感测绘在工程测绘领域的优势

无人机遥感技术是利用无线电遥控设备及加载好的程序控制装置获取测绘信息的一：项技术。从系统框架上来说，无人机遥感技术系统主要由无人机飞行平台、飞行控制系统、摄影传感器、数据通信系统、汽车运输设备及地面控制系统等部分组成，可根据测绘需求选择合适的技术设施，在工程测量中，无人机遥感技术优势显著，具体如下：

2.1 灵活可控

无人机灵活度高，飞行需求条件低，可控性强，自动化程度高，只需根据测绘要求设计好飞行航线，远程操控，设备便可随时起飞、降落，深入高山、丛林等地形险峻的地段测绘，突破外界环境对于工程测量的限制。在人烟稀少、地势崎岖、交通不便区域的工程测绘中，可以采用无人机机载激光雷达技术，检测尺度比较大。

2.2 监测效率高

无人机工作效率高，而且在无人机倾斜摄影测量技术的支持下，无人机可以从垂直及倾斜等多个角度采集遥感影像，无需重复测量，即可获取完整、真实的地标物信息，大大提升了监测效率。工程参建单位借助这项技术，可实时监控工程建设情况，动态监测施工区域地理环境变化，保障施工安全。

2.3 高清摄像

无人机上携带了彩色数字摄影机等高精密型数码成像式器材，能够获取清晰的全方位数字正摄像图，近景航拍精度可达亚米级，且所获取的影像可直接在系统中处理好，传输至地面控制系统，大大节省人力、时间成本，数据的准确性及精准度较高。同时，无人机造价低，运行成本低，经济适用性好，具有极高的推广应用价值。但是，在长期实践中，这项技术也显现出一些缺陷，比如姿态稳定性欠缺，偶尔会出现行带排列不整齐、旋偏角偏大、地面分辨率不足等情况，最终影响数据准确性，有待改进。

3 无人机遥感测绘在工程测绘领域的应用

3.1 在复杂地区引用无人机遥感技术

在地质条件较差的目标地区，常规测绘技术难以发挥其应有的作用，测量结果的准确性也难以保证，测绘工程面临着环境恶劣、形势复杂的挑战，采用无人机遥感技术可以很好地解决这些问题。与此同时，无人机还具有非常突出的低空测量能力，能够适应多种测绘需求，不受目标区地形地貌的影响。虽然无人机本身的性能非常突出，但它在复杂环境下的应用还是有一定的难度，所以说我们要注意以下几点。首先，在使用无人机进行复杂条件下的低空测量时，工作人员应采取措施做好无人机的保护工作，以避免无人机意外损坏等问题，确保测绘工程的顺利完成。其次，应用无人机遥感技术进行测量时，工作人员应不断地对无人机系统和设备进行更新，以确保无人机遥感技术始终具有很强的灵活性和适应性。

3.2 测绘数据的有效采集与测绘影像的获取

测绘工程中的测量工作包含着很多的过程和步骤，而信息采集正是其中必不可少的一步，信息采集的速度，信息采集的准确性等等，都关系到测绘测量工作的最终效果，因此，必须采取措施，提高信息采集的水平。

无人机遥感信息采集是提高采集质量的一个有效手段，它不仅可以缩短信息采集时间，而且其采集的数据准确度也比常规方法要高。此外，无人机遥感技术能够在信息采集结束后，根据实际需要对数据进行加密处理，从而保证了地理信息及相关数据的安全，有效避免了常规采集技术中出现的信息泄露问题。

3.3 遥感影像处理

信息与影像采集结束后，还要对传送回来的情报进行分析，作为工程上的参考，在这一过程中无人机遥感技术同样可以发挥不可替代的作用，在保证情报处理效率的同时，提高情报处理的质量。无人机遥感测绘的最终目的是获取任务目标各种地理信息，生成DLG、DEM、DSM、D0M等测绘产品。①数据预处理：此步骤主要是生成后期处理所需格式数据文件，②空三加密：数据预处理完成后进行空三加密，包括航带法、独立模型法、光束法。其中，光束法最为严密，计算所得成果精度高，但是计算量大；航带法解算快但是精确低，具体需根据测绘任务合理选用。③DEM、D0M制作：通过自动匹配生成DSM，滤波后生成DEM，经数字微分纠正、数字镶嵌后，可生成数字正射影像(DOM)。

3.4 航线设计

根据无人机遥感测绘作业任务要求，在无人机性能、作业时间、气象以及安全等约束条件下，为无人机设置最优飞行路线。无人机遥感测绘航线设计方法主要包括以下三种：①基于目标快速定位的航线设计。无人机飞行任务为目标快速定位时，由地面操作人员控制无人机爬升至任务高度后，进入程控状态。对此，在航线设计时，需从任务高度开始确定飞行航迹。②基于区域影像获取的航线设计。无人机飞行任务为区域影像获取时，需在确定飞行区域的基础上计算航带间距、飞行高度以及航带数目、长度等。③回收航线设计。无人机回收方法众多，国内伞降回收、阻拦回收方法运用较多，注意合理设置回收点，应急点应超过3个。

3.5 突发事件处理

在现代社会，洪灾、旱灾、地震、泥石流等自然灾害频发，公共场合发生火灾等突发事件的概率增加，为了保障人们的生命财产安全，事件发生的第一时间需赶往现场救援。工程测量为突发事件处理提供了信息支持，无人机遥感技术监测效率高，不易受外界环境限制，检测尺度大，能够让救援部门在最短时间内掌握突发事件区域的具体情况，迅速展开救援。以地震为例，地震发生后，灾区与外地的道路、通信被切断，与外界失去联系，救援队伍可利用无人机遥感技术获取灾区影像，获取地震区域的地面信息，标记受害者位置，利用互联网将这些影像资料、数据信息传输至救援基地，让救援队伍根据实际情况，制订科学高效的救援方案，迅速救出受困群众，最大限度降低地震导致的人员伤亡，随后根据所获取的地形地貌信息，展开灾后重建工作。

4 结束语

总之，经济基础的飞速发展，催生了各种高新技术，无人机遥感技术就是其中最具代表性的一种，它与测绘工程测量相结合，是推进测量工作进步的一大推动力，可以保证测量精度，缩短所需时间，为工程建设提供了全面、即时的信息支持，有效推动了国家建设及国防建设。

参考文献：

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[2]刘红沪.无人机遥感测绘技术在工程测量中的应用[J].工程技术研究,2020,5(23):226-228.

[3]王鸿鸽.无人机遥感测绘技术在工程测绘中的应用[J].华北自然资源,2020(06):90-91.