測繪工程測量中無人機遙感技術運用探討

摘 要：無人機遙感技術是一種利用無線電遙控設備及加載好的程序控制裝置獲取測繪信息的現代化測繪技術，具有經濟適用性好、測繪效率高、測繪數據時效性強且準確度高的優點，被廣泛應用于測繪工程測量中，比如說復雜環境下的測繪作業，以及現代化礦山建設、自然災害救援中。技術應用過程中，需按照像控點布設、相機檢校、航線設計、航空攝影、高精度加密計算、內業測圖和外業測繪的程序作業。

關鍵詞：測繪工程測量;無人機遙感技術;運用

中圖分類號：P237 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）13-0135-02

所謂測繪工程，是指利用現代化測繪技術，測定地球及其他行星形狀、大小、重力場的項目，研究、測繪對象包括地物、地貌及地下的地質構造、水文、礦產等[1]。一般情況下，測繪工程可獲取表面的地物、地形在水平面上的投影位置及高程等信息，再按照一定比例縮小繪制成地形圖，標注上相關的符號及注記的工作，項目成果包括我們常見的地圖、旅游線路圖等[2]。測繪工程測量受測繪技術的影響比較大，采用現代化的先進科學技術，比如說無人機遙感技術，可有效提升工作效率及治療。無人機遙感技術具有經濟適用性好、測繪效率高、測繪數據時效性強且準確度高的優點，且隨著相關核心技術的發展，其攝影角度愈加豐富，借助無人機三維傾斜攝影技術，測繪人員可獲取垂直及傾斜等多個方位的地標物影像，自動生成三維地理信息模型，實現對于測繪工程區域的立體、動態化監測。

1 無人機遙感技術概述

無人機遙感技術是利用無線電遙控設備及加載好的程序控制裝置獲取測繪信息的一項技術。從系統框架上來說，無人機遙感技術系統主要由無人機飛行平臺、具有飛行控制和任務設備管理功能的飛行控制系統、攝影傳感器、地面控制系統組成，在進行測繪工程測量時，作業人員一般會選擇固定翼無人機和EOS 5DMarkⅡ攝影傳感器[3]。

應用無人機遙感技術進行測繪工程測量，可通過垂直及傾斜等多個角度采集遙感影像，獲取完整、真實的地標物信息。相比于傳統的測繪技術來說，無人機遙感技術具有以下幾個優勢點：（1）周期短，靈活度高。無人機是一種可遠程控制的現代化測繪設備，飛行器內無需人員操控，可深入地形險峻地段，對于起飛、降落地點可苛刻要求，飛行時受到外界影響較小，可隨時出發執行任務，且其工作效率高，每周可監測面積達到了2100平方公里，獲取清晰圖像數據會直接處理，并將結果傳輸至管理基地，大大節省人力、時間成本;（2）飛行航線固定，成本低。在執行測繪工程測量工作前，技術人員會根據目標區域信息設計飛行航線，并設置無人機的飛行高度、角度乃至姿勢，可控性強，自動化程度高，能夠有效保證其工作成效，而且，無人機造價低，運行成本低，維護措施簡單;（3）分辨率高，數據準確。無人機上攜帶的數碼相機、彩色數字攝影機等設備，都是高精密型數碼成像式器材，具備垂直、傾斜攝影功能，以及低空捕捉地標物多角度影像的能力，近景航拍精度可達亞米級，所獲取的全方位數字正射影像圖清晰直觀，能夠確保地圖元素的完整性，確保數據的準確性及精準度。

2 測繪工程測量中無人機遙感技術的運用流程

2.1 像控點布設與相機檢校

在測繪工程測量中，應用無人機遙感技術，首要程序是布設像片控制點，在這項工作中，可直接加密攝影測量的控制點，也可根據測圖需求在實地布設控制點。有學者經研究發現，在采取區域網布點額時候，應該設置2條航線，設置12條平高點布設基線，且在各條航線上設置高程控制點，并分別布設5條基線。像控點布設完成后，全面檢校無人機上攜帶的各類相機，確保各項功能正常，攝像清晰，能夠獲得分辨率達標的全方位影響。

2.2 航空攝影

在無人機航測工作開展過程中，首先，應該設計好航線，根據現有的待測地區信息，包括大致地形信息，例如山峰、水域、建筑、軍事設施等地形要素的分布情況，工作時的風力風向、降雨、起霧、云系高度，光照強度等信息，制定科學合理的航線，并設置在不同位置時相機的焦距、像幅;其次，在規定工作期限內，選擇一個天氣晴朗、風阻低、云霧少、大氣透明度高且無塵沙飛揚的天氣，進行航空攝影，不過在工作時間設置上，還需根據不同區域的地形條件，根據規定的太陽高度角來細化[4]。

2.3 高精度加密計算

將無人機傳輸回來的影像數據、像片控點數據等集中在一起，進行預處理后，再導入INPHON軟件主模塊中，進行空中三角測量，應用OrthoVista模塊、SeamEditor等，糾正單片，拼接影像并生成正射影像成果，在這一過程中，可應用自檢校的平差方式，來消除地球曲率、大氣折光造成的數據誤差，確保結果準確性。此外，測繪人員可將測繪所獲影像和數據導入ContextCapture center軟件中，提交任務進行三角測量解算，合理設置各項參數及像控點刺點位置，根據作業目標選擇建模的區域、精度及格式，進行實景三維建模[5]。

2.4 內業測圖和外業測繪

展開內業測圖工作時，以像控點為依據，利用空中三角測量計算出測圖的控制點、平面坐標、高程，再根據實際情況調整測量方案，在遇到植被覆蓋的地區，應該進行補測，根據植物高度調修正繪圖數據，遇到電纜、建筑等獨立物體，應該進行精確化測量，并利用計算機軟件制作格式地圖。外業測繪在實際打印的地圖上進行，作業人員需嚴格按照國家測繪工程測量標準，修正、調整測量結果，全面保障結果準確度，再以統一標準，標注電纜、通信線路、轉折點等，標明公路等級、寬度、類型，在準確的位置繪制橋梁、涵洞等構筑物，確保各地標物的誤差不超過0.5米。

3 測繪工程測量中無人機遙感技術的具體運用

3.1 復雜環境下的應用

在測繪工程中，難免會遇到一些復雜的測量作業環境，如若采用人工作業的方式，風險大且效率低，無法獲得令人滿意的結果。應用無人機遙感技術，能夠全面實現自然資源與空間的監測，打破地理環境、氣候因素對于測量工作的限制，同時保障空間成像精度，確保數據的準確性[6]。無人機遙感技術具有極強的環境適應性，可在單一模型中實現定向測量操作，能夠確保各個目標區域信息采集的完整度、統一性及精確性，再采用多種加密方式處理信息，可有效保障地理信息的安全性。相較而言，無人機遙感技術是諸多現代化測繪技術中，對于人工作業要求最低的，因此也降低了人工作業成本，確保了作業的安全性，同時，由于無人機造價低的特點，整體花費較少，被廣泛應用于復雜環境的測繪作業中。

3.2 現代化礦山建設

在礦山治理中，常常會應用無人機遙感技術進行測繪作業。比如說，目前社會對于礦山建設提出了環保性上的要求，加強礦山環境治理，促進礦山生態環境恢復，成為了目前礦山建設的主要任務，借助無人機遙感技術，通過無人機搭載多種傳感器，可獲取雷達、真彩色、多光譜等多種礦區遙感數據，數據傳輸至計算機經相關軟件處理后，進行定性或定量分析，可獲取準確即時的信息，明確現階段礦山環境治理及恢復現狀，準確評估綠色礦山建設成果。此外，這項技術還可用于礦山管理與開發中，我國礦產開采技術相對落后，安全保障措施執行不到位，開采方式不規范、缺乏開采規劃等問題普遍存在，造成了大量礦產資源的浪費，針對這種情況，政府借助無人機遙感技術，可實現對于礦產開采情況的實時監測，及時發現企業亂采、亂挖礦山的情況，獲取證據，給予嚴懲[7]。

3.3 自然災害救援

人類社會在發展過程中，做出了不少破壞自然環境的行為，這使得目前人類的生存環境愈發惡劣，洪災、旱災、地震、泥石流等自然災害的發生愈加頻繁。自然災害的發生，是不可避免的，但是人們應該盡可能快地展開救援，提升救援效率，盡量減少災害所致的人員傷亡與財產損失，盡快獲取災區信息，進行災后重建，降低自然災害造成的不良影響。一般來說，在大型自然災害發生后，災區與外地的道路、通訊都會被阻斷，救援隊伍無法第一時間獲取災情信息，影響到了救援工作的進行。無人機遙感技術能夠突破自然災害對于信息的阻斷，迅速獲取災區地形地貌信息，標記受害者位置，獲取災區影像，并在第一時間將這些信息傳輸至救援基地，救援團隊根據上述信息，可迅速制定救援方案，即刻展開救援，縮短受害者得到救援的時間，保障其生命安全。

4 結語

隨著社會的發展，在高新科技支持下，現代測繪技術體系在理論、技術上都得到了迅猛的發展，技術面貌日新月異，為測繪工程測量成效的全面提升提供了保障。測繪工程測量是目前社會建設中不可或缺的一項工作，無論是大型工程建設，還是土地開發整頓，都是以測繪工作為基礎展開的，而且，其工作量一般比較大，工序復雜，如果依靠傳統的人工測量方法，工作周期長，效率低，無法保證數據的即時性及準確性。無人機遙感技術的研發運用，為測繪工程測量的現代化發展提供了技術支持，這項技術操作簡便，自動化程度高，無需人工操控，工作效率高，可在短時間內獲取高分辨率圖像及精確度極高的數據，且其機械設備及其維護成本均較低，對于測繪項目的低成本、科技化發展產生了積極的影響[8]。

參考文獻

[1] 王勇軍，李智，孫山林，馬興元，晏磊.輕小型無人機遙感組網飛行的高程安全監測冗余容錯算法研究[J].地球信息科學學報，2019，21（04）：542-551.

[2] 楊存建，李何超，許光洪，向筱，楊德菲.基于大疆無人機遙感的農村居民點建筑密度與容積率的測算[J].山地學報，2019，37（01）：144-150.

[3] 向杰，陳建平，李詩，賴自力，黃浩中，劉靜，謝帥.無人機遙感技術在北京首云鐵礦儲量動態監測中的應用[J].國土資源遙感，2018，30（03）：224-229.

[4] 侍昊，李旭文，牛志春，李衛正，王甜甜，張悅.基于微型無人機遙感數據的城市水環境信息提取初探[J].中國環境監測，2018，34（03）：141-147.

[5] 萬煒，肖生春，陳小紅，滕澤宇，丁愛軍，韓超，顏長珍.無人機遙感在野外植被蓋度調查中的應用——以阿拉善荒漠區灌木為例[J].干旱區資源與環境，2018，32（09）：150-156.

[6] 孫長奎，劉善磊，王圣堯，陳超，沈泉飛，石善球，王瑋.淺談無人機遙感技術在智慧城市建設中的應用[J].國土資源遙感，2018，30（04）：8-12.

[7] 顧錚鳴，金曉斌，楊曉艷，趙慶利，蔣宇超，韓博，單薇，劉晶，周寅康.基于無人機遙感影像監測土地整治項目道路溝渠利用情況[J].農業工程學報，2018，34（23）：85-93.

[8] 汪傳建，江紅紅，尹小君，孫世澤，張雅，李冬.基于GPS與無人機遙感反演草地生物量的放牧場利用強度評估[J].農業工程學報，2018，34（19）：82-87.