工程測繪中無人機遙感測繪技術的應用

◎洪婕

近年來，隨著我國建筑業的不斷發展，工程測繪的研究逐漸增多。為保證工程質量，不斷加強技術運用，采用無人機遙感測繪技術實現自動化作業，并采用智能控制對整個工程進行有效檢測，可有效保證測繪數據的準確性，提高工作人員測繪效率，降低工程測繪成本。不斷加強這項技術的應用，完善整體運營流程，進而推動項目的良好發展。

本文簡要介紹了無人機遙感測繪技術的概況，進而分析了無人機遙感測繪技術的應用優勢，如數據準確、效率提升、成本節約等。重點介紹了無人機遙感在工程測繪中的具體應用，包括采集測量數據、利用無人機遙感、加強信息處理和低空作業，并圍繞加強設備巡檢和優化技術測量流程兩個方面強調了測繪技術應用中的注意事項，以達到良好的技術應用效果，供參考。

一、無人機遙感測繪技術概述

目前，隨著我國信息技術的快速發展，自動化和智能化的研究不斷加強，這反過來又使無人機遙感能夠有效地應用于工程測繪。該技術利用無線電設備控制飛機設備，充分提高了工程測繪的效率，有效減少了工作人員的工作量，滿足了工程的發展需求。在該技術的應用過程中，結合實際工程情況，對無人機遙感測繪技術進行了全面提升。同時，在這項技術的操作和使用中有許多設備，如飛機設備、數據系統等。該技術的實用性不斷增強，設備的使用性能逐步提高，符合工程測繪標準，使其發揮了良好的作用。

二、無人機遙感測繪技術的優勢

1.確保數據準確。

目前，我國在工程測繪中充分利用無人機遙感，可以有效保證數據的準確性，為工程建設質量提供充分的參考。在該技術的應用過程中，測繪作業應在其他技術的支持下完成，以提高工程質量，保證數據的真實性和可靠性。同時，在實際測繪過程中，結合項目具體情況，可以不斷完善技術，完善設計內容，提高測繪速度。無人機遙感可以對測繪區域進行全面調查，并充分保存數據，防止重要信息的丟失。

2.提高測繪效率。

無人機遙感的出現在工程測繪中發揮了重要作用，可以有效減少工作人員的工作量，打破傳統的人工測繪方式。該技術的映射過程相對簡單，充分提高了工作人員的工作效率，避免了大的失誤，保證了數據的準確性。同時，有了這項技術的應用，可以快速的對項目進行測繪，使其盡快完成相關工作，縮短測繪時間。此外，在惡劣的環境條件下，無人機也可以正常使用，為項目進行良好的測繪，更好地完成測繪工作，為項目質量提供有力保障。

3.降低測繪成本。

在工程測繪過程中，利用無人機遙感還可以有效降低測繪成本。由于各種工程過程的復雜性，在實際測繪中難度較大，傳統的人工測繪需要大量的人力物力，使得工程測繪的成本不斷增加。同時，通過衛星全面獲取信息數據的成本仍然相對較高。為此，技術人員不斷加強研究，提高工程測繪的技術含量，通過無人機遙感的應用，有效降低工程測繪的經濟成本。

4.強融合。

無論是無人機遙感還是其他傳統測繪技術，僅靠單一的遙感技術是無法有效保證監測效果的，監測目標時容易出現一些漏洞。只能通過系統調用依靠無人機設備采集區域環境可以有效實現空間數據監測，提高區域空間環境監測的精度。

三、無人機設備在實際應用中存在一些問題

1.抵御外部環境因素影響的能力不足。

由于無人機設備在監控過程中依賴動力能源維持其長期監控，必須降低整體體積，導致設備在運行過程中出現質量、重量和密度不足的問題。當外界環境呈現不良現象時，必然會阻礙設備的飛行，影響實際測量精度。

2.內部傳感器對接度不足。

無人機屬于遠程無線控制機構，依靠操作人員的指揮完成圖像信息的采集。但實際的命令控制受距離因素的影響，在執行某一命令時會導致整體精度下降，在一定程度上影響測量精度。

3.內部通信系統容錯功能較低。

通信系統是將操作員的命令轉換為系統執行命令，以滿足飛行信息、監控信息等。在實際控制過程中，但就現有的GPS和GIS 系統而言，容易受到外界電磁信號的干擾，影響數字化信號的傳輸質量，這也造成了系統數據傳輸過程中出現亂碼的問題，極大地干擾了無人機的飛行。

四、無人機系統結構

1.遙感數據收集系統。

以測繪中常用的DJPhantom4RTK 無人機為例，機身搭載D-RTK 模塊，可提供厘米級高精度、精準定位，實現更精準的測繪作業。除此之外，機身都配備了視覺感知和紅外感知系統，可以提供全方位的視覺定位和飛行避障。該機搭載超高清數碼相機，配合三軸防抖云臺控制系統，可拍攝2000W 像素照片和2K 高清視頻。機械快門進一步保證了測繪航拍成像效果，可以通過手機連接遙控器，遙控器可以通過OCUSYNC 高清圖像傳輸技術，在7KM 的最大傳輸距離內實時傳輸拍攝到的數據，也可以在手機App 上顯示實時高清圖像。還可以使用事先準備好的KML 格式文件在App 中規劃飛行路徑，實現大面積自動測繪作業，具有操作快捷、自動化、信息準確的優點。無人機遠程控制平臺可以在飛行測量過程中對無人機進行有效的管理和操作，運行中可利用GPS、GNSS、D-RTK 模塊的高精度定位技術，獲取參數，定位測繪區域，有效控制其他運行設備狀態，有效采集測繪數據。

2.遙感數據處理平臺。

通過無人機航拍技術，可以對地質進行有效測繪，根據實際需要對測繪圖像進行處理，將數據與遙感數據進行整合，并將實時數據傳輸到數據中心。還可以配合第三方軟件生成地形圖、正射影像高清圖、3D 實景建模等功能。

五、無人機遙感測繪技術的研究背景

目前，無人機遙感在各行業得到廣泛推廣，無人機與遙感技術相結合，可以獲取大量的資源和環境信息，快速獲取分辨率相對較高的遙感影像，制作出符合規范精度要求的地理信息產品，具有自動化和智能化的特點。近年來，無人機遙感、衛星遙感和載人飛行器遙感被稱為“三大遙感平臺”，在飛行高度、速度、條件和圖像分辨率精度上各不相同。具體應用如下：（1）衛星遙感：適用于全球和國家大比例尺制圖；（2）載人飛機遙感：適用于我國大面積的航測；（3）無人機遙感：適用于市縣等小區域的航測。

六、工程測繪中無人機遙感測繪技術的應用

1.城市征地、拆遷和違法用地規劃調查。

GNSSRTK 測繪法和全站儀測繪法都需要大量的人力物力，無法精確測量一些建筑密集的區域。隨著無人機低空航拍技術的發展，無人機以其低成本、易操作的優勢廣泛應用于土地規劃、執法和測繪等領域。以某市城建促進辦開展的一次違法建筑檢查為例，涉及15 個村，共檢測4 次。在這個過程中，首先使用數字線條畫進行比較。在這個環節，要進行數字地形圖測量，測量隊伍有3 個，共9 人。每個村莊調查大約需要兩天，然后，通過繪制數字線進行比較，每次比對需要安排3 組6 人操作，這樣每個工作組每天巡邏一個村計算，需要5 天才能完成。其次，利用衛星照片進行對比。該市利用最新的高分辨率衛星照片開展拆遷工作。雖然分辨率不到0.5 米，但與航拍照片相比，分辨率很低，只適合地面小尺度測量和調查。衛星照片往往沒有立體觀測的效率，無法對封頂情況做出具體判斷。最后，對無人機航拍圖像進行了對比。無人機每次可拍攝6 平方公里，每天可拍攝3 架次。在天氣條件下，2 天內基本可以完成拍攝任務。

2.應用于區域測繪。

在城市測繪保障中，無人機低空攝影測量的應用為三維模型構建提供了基礎數據信息，保證了模型構建的真實性和可視化水平。例如，無人機低空攝影測量用于高海拔地區的測繪。通過不斷突破技術難點，提高航測高度，目前無人機低空攝影測量已達5520m，影像數據分辨率高，為城市測繪保障提供了技術支撐。利用無人機低空攝影測量，借助無人機裝備的攝影設備，對被測區域進行航測，獲取影像數據信息，引入無人機航測遙感系統和數據處理系統等。而建設地理信息平臺可以實現地理信息采集與處理的一體化，提高測繪效率。在一定區域內，利用無人機進行航測，獲取1：2000 遙感正射影像信息，實現6800km2測量，為土地改革發展提供保障。使用無人機可以提高測繪效率，比如測繪120km2的面積，制作數字劃片圖，使用無人機進行低空攝影測量4d，就可以完成野外測量數據采集。

3.在工程測繪環境中的應用。

由于航空攝影無法科學應對復雜多變的工程測繪環境，常規航空攝影技術難以應用于惡劣環境下的工程測繪。但無人機遙感測繪技術主要采用無人機設備，體積小，不受著陸條件限制，可低空飛行。無人機遙感憑借眾多優勢，逐漸受到勘測人員的青睞。無人機遙感往往能夠更快地獲取高精度航空影像，這將打破傳統航空測繪的局限性，在一定程度上直接提高測繪應急保障服務能力。通過無人機遙感的科學推廣，可以將工程測繪獲得的影像呈現得更加清晰，并借助先進技術，提供更高質量的測繪信息，為實際工作提供科學全面的保障。這些環節的測繪數據完善后，無人機遙感測繪技術水平將得到提升。

4.在大比例尺制圖中的應用。

無人機低空航測系統項目最重要的成果是無人機遙感，通過這一技術的應用，也有可能更有效地獲取超清晰的影像數據，進而在工程制圖的實際過程中完成大比例尺制圖工作。實際上，無人機遙感測繪技術具有自動標定功能，是超廣角低空數據相機系統的組合。正是因為這個系統的存在，使得采集到的數據可以通過科學軟件進一步驗證。最后，可以最大限度地直接有效避免機械變形帶來的誤差。從另一個方面，創造性地提出了通過補償邊緣光斑上的相機姿態角來提高精度的方法，可以科學地替代三軸云臺，最終大大減輕成像系統的整體重量，滿足無人機低空航測的根本需求。

5.低空作業處理的應用。

在航測過程中，由于地質環境因素的影響，無人機設備在作業過程中呈現出一定的不穩定屬性，尤其是在復雜的山地和灌木中，無人機設備的觀測視線會受到限制，無法有效驗證區域環境。隨著遙感技術的應用，內部信息可以通過電磁波的反饋機制進行驗證，再通過數字信號的變換得到相應的人像，照片分辨率高。通過無人機遙感的應用，整個測繪工作不再局限于固定的信息采集機制，而是可以應用于不同的測繪領域，如城市測繪、環境測繪、應急測繪等。特別是在低空巡航系統的構建下，通過某項功能的實現，系統可以按照原有的工作機制自動分析當前的指揮運行行為，驗證系統功能在不同運行模式下所能達到的最大效果。然后，通過智能優化功能，定義當前信息集合呈現的不同屬性需求，以獲得更準確的圖像信息。此外，基于無人機設備的遙感技術的實現可以自動補償測量參數。當系統監測過程中出現較大誤差時，設備中的集成系統會對當前飛行狀態和監測路徑進行微調，保證整個檢測工作的穩定性和完整性。

6.測繪影像數據整合。

使用無人機遙感采集信息時，必須根據地形、地理環境等因素選擇相應的飛行設備，以保證無人機設備的監測角度與地形一致，提高地形監測的精度。此外，在實際檢測過程中，可以根據空中三角測量機制進行測量，分析不同拍攝角度地形的差異屬性，最大程度避免測量漏洞問題，對當前空間區域進行全方位監控。無人機遙感分公司通過指令傳輸分析系統內部指令的全過程，再結合不同的飛行姿態，通過多角度測量實現地形地貌的全景勘測。

7.測繪數據整合。

依托無人機設備的圖像采集裝置，主要通過無線控制指令對系統信息進行采集整合，定向采集圖像信息資源。這樣，結合數據監控的針對性和有效性，可以進一步驗證系統在當前控制狀態下執行某條指令的可行性。在方向控制模式下，無人機遙感的應用通過提前確定路線，定義了系統在不同圖像采集模式下采集信息的相關性，保證了路線作業下的信息采集具有更高的準確性，提高了實際檢測效果。

8.測繪數據處理。

在原有的機械化信息采集模式下，數據信息處理呈現出一定的不規則屬性，特別是受飛行路線和角度的影響，圖像信息的不同疊加程度表現出位置不對的現象，尤其是在圖像比對和信息統一的過程中，容易造成整個圖像信息的變形。在無人機遙感應用下，通過搭載無人機設備，使用具有高聚焦特性的攝像設備，標注鏡頭內不同角度的坐標值，分析當前攝像操作過程中的參數對接問題。然后，通過焦段之間的畸變參數問題，驗證了不同坐標值下圖像設備中照片拍攝和清晰度的相關類別，提高了照片的分辨率。

七、無人機遙感測繪技術的注意事項

無人機可以給工程測繪帶來安全性和準確性，但和其他電子設備一樣是一種消耗品。在無人機長期高負荷運行模式下，其設備的性能和使用壽命也會降低。因此，相關部門在選擇使用無人機遙感測繪技術完成工程測繪的同時，應做好設備的周期性運維規劃。在檢修無人機時，嚴格檢查分析設備的運行狀況、系統設置與實際運行值之間的誤差，進而制定針對性的運行維護措施，對設備故障進行處理，降低設備在使用過程中出現故障的可能性。此外，工作人員還需要定期測量無人機中的操作系統，并隨時檢查和調整供電系統和通信系統的運行狀態。測繪工作完成后，應及時對無人機采集的圖像信息進行核實，并對反復監測的圖像進行觀察，找出是否有重影，確保測繪影響在色彩對比、清晰度、辨別力等方面滿足工程數據使用要求。

八、結束語

綜上所述，無人機遙感是測繪行業的新興技術，與其他技術相比，具有明顯的優勢，不僅測量效率高、精度高，而且可以擴大測繪規模，保證測繪質量，大大提高了測量精度和準確度。因此，為了推動測繪行業的進一步發展，行業內的工作人員要認識到無人機遙感測繪技術的重要性，了解其測繪原理和應用流程，真正發揮其在工程測繪中的優勢，從而提高測繪精度和效率。無人機遙感測繪技術的應用，可以有效提高工程測繪工作的精度，同時對于測繪難度較大的低空作業區域，也能達到較好的數據采集效果。無人機遙感測繪技術和智能系統可以進一步實現工程測量數據的信息集成效率，為我國各省市地區的測繪精度提供基礎保障。