淺析無人機遙感測繪技術在工程測繪中的應用

摘 要：隨著經濟的快速發展，基礎設施建設工程量也不斷增加，對工程測繪的要求也越來越高。無人機遙感測繪技術是航空遙感技術的新技術，因其靈活性好、操作簡單，在工程建設、應急事件處理、環境檢測等方面應用越來越廣泛。文章主要介紹了無人機遙感技術的優勢及不足，并探討了無人機遙感技術在工程測繪中的應用。

關鍵詞：無人機；遙感測繪技術；工程測繪

無人機經過將近百年的發展，目前無人機技術已逐步完善和成熟。與傳統的飛行器相比，無人機具備靈活性好、操作簡單、成本低廉等特點，無人機的技術從軍事領域逐漸擴展到了民用領域，被越累越多的運用到地理、工程測繪中。

1 無人機遙感技術的發展現狀

無人機技術又稱為無人機航測遙感技術，是通過利用無線電設備來控制飛行器，來快速的獲取信息的技術。無人機技術主要是有無人飛行器平臺、分辨率較高的數碼傳感器、GPS導航定位系統以及數據處理系統幾部分構成的，是將計算機、GPS、和信息通訊及數據處理技術相融合的高新技術。傳統的地面測繪信息的采集主要是依靠衛星或載人飛機來獲取，但信息采集的成本偏高、受天氣條件限制大、更新速度慢等限制了在測繪方面的應用。相比之下，無人機遙感技術成本低廉、操作簡單、成像清晰、周期短等優點，這些優點彌補了傳統的測繪信息采集手段的不足和缺陷。目前，我國的無人機技術研究取得了重大進展，已被很多國家引進。

2 無人機遙感技術的優勢與不足

2.1 無人機遙感技術的優勢

一是快速靈活。由于無人機無需載重駕駛員，從而省去了駕駛設備以及安全救生設備的重點，這就大大降低了機體的重量，重量的減輕使無人機飛行更輕便。無人機遙感監測十分快速，效率大大提高。在應急事件處理中，無人機適用于大范圍的監測，日檢測能力最高可達2000多平方公里，使監測效率大幅度提升。

二是遙感監測范圍更宏觀。無人機遙感技術不僅能對狹小的地理空間進行監測和數據采集，也能對更大范圍和空間進行監測。無人機遙感技術主要運用光譜分析對監測區域進行數據分析和信息采集，并可以實現同時多架、多次的大范圍檢測，能保證檢測的準確性。此外，無人機遙感技術可以通過三維仿真模擬技術來展現宏觀情景，為應急事件的處理等提供準確、宏觀的技術信息。

三是數據處理速度快，分辨率高。與衛星影像的分辨率相比，無人機的影像分辨率要高出很多，一般能達到0.1-0.5米。無人機遙感技術可與GIS進行快速集成，迅速搭建監測應用。

2.2 無人機遙感技術的不足

一是飛行不夠平穩。機體輕是無人機的一大優點，但同時由于無人機機體很輕，當飛行高度升高時，容易受高空風力的影響，從而導致無人機飛行不穩定，使影像不清晰。

二是傳感器控制不夠完善。普通的無人機由于技術的限制和要求，尚不能打在精度較高的傳感器，這使得監測工作無法獲取精度較高的信息和圖像，無法滿足大比尺的測繪要求。

三是對通訊系統的依賴性大。由于無人機是通過技術人員操作，利用傳感器傳遞信號來實現和完成的，因此，無人機的控制程序對通訊系統的依賴程度很高。無人機對GPS和通訊系統的依賴使黑客很容易通過編碼程序來干擾無人機的正常飛行，引發安全問題。

3 無人機遙感技術在工程測繪中的應用

3.1 測繪影像資料的獲取

無人機遙感技術在進行測量測繪時，首先要選擇合適的飛行平臺，飛行平臺要根據地形地貌的特點進行適當的選擇。與傳統的影像獲取手段不同，無人機的飛行旋偏角大而像幅小，因此，在獲取影像資料時，可以采用空中三角的測量技術，空中三角技術通過對拍攝進行糾正和修復，可以有效的防止拍攝中的漏洞。此外，無人機遙感技術在進行測繪影像資料的獲取時，可通過采用曝光延遲拍攝補償、轉彎緩沖、飛行姿態控制等技術來實現。

3.2 進行測繪數據的采集

無人機在進行測繪數據信息的采集時，主要是運用自動加手動技術相結合，通過二者的結合，將不合格的測繪數據和信息進行清除，提高信息的有效性和準確性。同時，根據測量的數據和結果，通過單一模型定向操作。無人機遙感技術在進行定向操作時，要針對航行的路線進行定向分析，通過數據分析來確定航線是否正常，是否發生了彎曲，從而對航線進行操作，確保航線的精確度。

3.3 無人機拍攝數據的處理

跟傳統的數據采集的方式不同，無人機對數據的處理在數碼影像的排列上不上規則的，因為無人機的飛行角度問題，俯仰角和旋偏角較大，影像堆疊度對比增大，這就導致容易產生影像變形的問題。為了得到高質量的影像，無人機搭載的數碼相機一般都是變焦鏡頭。為此，可先對變焦鏡頭進行標定，再對標定結果進行分析，尋找不同焦段上相機內參數及畸變參數與焦距之間的內在關系，從而得到變焦相機快速標定和畸變改正的方法，就能充分利用相機的變焦功能，從而提升無人機的工作效率。

3.4 低空作業中無人機遙感技術的應用

在山體較高，無人機起降條件不穩定或云層較低，視線不好的情況下，使用無人機進行低空航拍遙感技術，不僅可以更快、更高效的獲取影像資料，可以大大顯現無人機遙感技術的優勢。同時，進行低空無人機遙感測繪，可以廣泛應用于城市建設、資源環境檢測、應急事故救災等工作。無人機遙感技術在低空作業中的應用越來越廣泛和重要。比如當前研制成功的“無人飛艇低空航測系統”的應用，這種系統通過創新自檢校、自穩定功能的組合特寬角低空數碼相機系統，利用特殊設計的像片重疊關系和檢校軟件，有效糾正因輕薄機械形變引起的誤差。并通過利用邊緣視場補償相機姿態角偏旋提高精度的方法，大大減輕了成像系統的整體重量。與傳統的信息采集技術相比，在自動化方面的要求上無人機的要求更高，無人飛艇低空航測技術利用專門的數據處理軟件，大大提升了無人機的自動化水平，從而明顯提高了影像處理的清晰度和分辨度。

目前，隨著無人機輕便靈活、操作簡便等優勢的顯現，無人機被越來越廣泛的應用于城市建設、水土保持監測、防汛抗旱、應急突發事件等方面，技術也在不斷提高和成熟。因此，應在工程測繪中廣泛應用無人機遙感技術，來大大提高工程測繪的精度，獲取更清晰、質量更高的影像信息。

參考文獻

[1]堯志剛.論無人機遙感技術在測繪工程測量中的應用[J].住宅與房地產，2016（18）：256.

[2]曾悅.論無人機遙感技術在測繪工程測量中的應用[J].工程技術，2016（09）.

作者簡介：劉元李（1982-），男，重慶綦江人，重慶匯城勘測設計有限公司，總經理，注冊測繪師，大學本科學歷，研究方向：測繪工程。