無人機航測技術在現代測繪中的應用

王琪龍

摘 要 當前無人機技術快速普及并發展，對現代航拍測繪行業產生了巨大的影響和促進作用，地理信息產業化進程的深入推進，也促使無人機技術、地理信息測繪技術、城鄉建設規劃等方面實現了深度的融合。無人機航空測繪在現代測繪中的作用也越來越重要，它憑借著諸多的科技與管理優勢，幾乎已經占據了現代測繪市場的幾乎半壁江山，對于實現測繪行業朝著智能化、全域化、實時化方向發展意義重大。本文探析了當前無人機航測技術的主要優勢特點和應用方向以及要點，希望能對相關研究提供參考。

關鍵詞 無人機航測技術 現代測繪 數據采集

中圖分類號：TP2;P21 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0745（2022）02-0007-03

無人機的問世，讓很多戶外技術行業都發生了天翻地覆的變化，不論是在交通運輸、偵查航拍、地理測繪、國防安全方面，都能看到無人機的身影。當下，在現代無人機技術的不斷發展的情況下，測繪技術乘著新興技術的東風，也在不斷朝著現代化、數字化和智能化方向邁進。無人機航測技術在目前的測繪領域中應用范圍較廣，不論是國土空間規劃、選線設計、水文水利監測、農林牧漁區位規劃還是在防災減災應急救災方面，都能夠大顯身手。無人機航拍攝影測量技術在現代測繪技術的實際應用， 不僅推動了無人機技術在各個領域的廣泛應用， 也推動著現代測繪領域更好更快的發展。

1 無人機航測技術的發展歷程概述

當前，無人機技術在測繪領域的應用較為廣泛，而且適應性極強，以在城市測繪中為例，只需要一臺中小型無人機就能實現測繪作業，而對于原有的測繪方式而言，無人機測繪的技術要素集成較高，國內外都在致力于該技術的研究拓展，除了礦山開采的測繪之外，其他領域的應用也非常多樣，同時效果也十分的明顯。無人機航測的基本特征是無人化、智能化和實時化，操作難度簡單化，只要操控人員掌握基本的操作指令，按照程序控制按鈕即可，數據也能在飛機不同的飛行姿態下進行適時的傳輸，更新的耗時也較短。在獲取數據后，可以結合其他的工程環境因素和施工要求，對數據進行及時的調整與優化，從而確保數據的實效性。這樣看來，無人機航測在技術含量、操作便利性、工作有效性和航測效率性方面，都有著十分突出且無可比擬的優勢，同時在今后的應用潛力巨大。下面就以城市規劃測繪為例，來具體闡述無人機航測技術的應用優勢與主要的應有方法。

2 無人機航測技術的主要優勢特點

2.1 有效提升影像分辨率

當前攝影技術、移動通信和衛星定位技術的日漸成熟，并在無人機航測技術中實現了有效的整合，這樣對航拍測量質量，特別是影響的分辨率提升意義重大。無人機加裝分辨率較高的攝影設備之后，通過遠程控制讓其在低空巡航，之后對高分辨率攝影機拍攝的影像進行收集和整理，并對相關數據進行分析，這樣其分辨率優勢就在航測中得到了更大范圍的應用。該方式下的影像在可識別度、色彩的分辨度、圖形的辨別性等方面都有了很大的改觀，在確保分辨率不斷提升的同時，也能實現數據的實時快速地傳輸[1]，提升了數據的響應度，促使測量的誤差不斷地縮小，從而縮小了航拍的誤差，數據精度也在不斷地提升。

2.2 數據采集實力提升

傳統人工測繪不僅耗費人財物力，還會因為長時間的人工作業造成身心疲憊，注意力不集中，容易造成數據的收集和處理誤差錯誤發生。數據的傳輸效率也十分地低下。為此，如果能夠使用無人機航測，加入大量的無人技術，減少人為的干預，就可以最大程度上地避免這些誤差的產生。通常現代遙感、先進低空飛行和即時通信技術有效融合，這樣就能夠簡化各類人為的操作程序，讓現代化的高效、高精度的測繪技術得以全面應用，從而實現了航測社會經濟效益的最大化。

2.3 成本優勢明顯

無人機測繪使用了移動通信、無人操控、移動互聯等新技術，在人力資源的投入上相應地減少，能不斷提升效率，大幅減少時間成本，同時相關物資投入也能有效地降低，因為有大量的計算機技術、互聯網和移動通信技術的應用，可以簡化大量的操作環節，從而免去中間環節，相應的一些裝備也會同步減少，這樣就能大幅提升作業效益[2]。

2.4 延遲高、滯空時間短

借助于移動通信技術，無人機航測裝備在獲取信息獲取上十分迅速，同時準確率也會提升，相比較衛星測繪，無人機的信號穩定性更高，圖像更為清晰，可以有效避免信號天地傳輸時耗時較長、信號容易中斷的問題。人工測繪是因為人員的口頭或者書面傳遞，時間間隔較長，反饋周期也相對較長，但是無人機航測可以長時間滯空，同時在收集到相關數據后，可以第一時間反饋用戶，它的綜合應用能力十分的出色，不論是單獨使用無人機航測系統，還是整合到衛星測繪與地面勘測體系當中，作用都十分明顯。

2.5 具有較好的應急能力

在利用無人機航測遙感技術進行測繪時，無人機的中樞處理系統可以實現智能化的分析，結合在實際處理中的經驗積累，對一些緊急情況能夠實現科學到位的應急處理，從而免去了后臺數據推送再人工研判進行處理的環節，在飛機起降中，場地要求也不高，面積需求小，為此可以大幅地降低時空和費用占用。

3 現代測繪中無人機航測技術主要應用方向

在地質災害的防災減災的測量中，無人機航測發揮了重要的作用。為了讓航空影像更好地為航空測繪服務，需要對其操作流程進行明確，并且不斷優化，當然，因為基本原理是相同的，無人機航測技術可以應用到地質災害防治與地形測量的基本規律是一致的，所以結合礦山測量來分析相應的技術要點，是具有代表性和借鑒意義的，可以從以下幾個方面展開分析。

3.1 無人機航測的主要任務設定

在任務的設定中，應當首先開展地形地貌的情況收集和分析，包括海拔高度、地質特點、水文分布、氣候特點和近期的天氣預測等，綜合多項指標來設計航測的實施方案。在航測技術和航測路線的選定上，要堅持精益化的原則，盡量提升其精確度，優選最佳的技術和路線，從而確保測繪區域數據更加的準確，同時時間的消耗也會更短。運用該方法，在本次城市的繪制中加以應用，在對地區海拔情況和地形地貌進行全面了解后，制定了航測方案和路線，推動了各項航測工作的有序進行。

3.2 前期籌備作業

測試區選定后，對地形地貌和海拔進行確定，之后來劃定航拍的范圍，并對起飛與降落場地中的比例尺飛控地圖進行分析。在作業中，應當和主觀測繪部門進行積極的溝通報備，并且向當地政府報告，在審批后進行備案和報備作業。在對作業區的現實情況進行全面了解后，再確定起飛和降落場地。對區域內的障礙物，包括建筑物、草木、樹木以及微波發射裝置等，攝影區應當距離相距在十千米以上，并且要保證適時安全監控。在航空拍攝中，應當根據任務需求，明確技術指標的獲得方式，確保規劃的全面覆蓋。

3.3 起落地點的選擇

在對任務區域開展實際調查的過程中，開辟一個無人機起降點，位置應當處在空曠地區，地勢較為平坦，距離與測繪點不應過長，確保附近沒有較為突出的障礙物，特別是過大的凹陷或者石塊，為確保無人機能夠安全起降創造有利條件。

3.4 相機性能指標的設定

相機性能參數設置目標主要是為了可以得到清晰的航拍相片，并且按照測繪的實際需求實現相關數據的獲取，其分辨率和色彩對比度等是關鍵的指標內容，一般是遵循出廠時的默認值設定即可，在拍攝模式的選擇上可優先選用定時拍攝的方式，在拍攝結束后，令無人機按照約定時間和路徑進行返航。云臺角度通常是設定在拍攝正射影像時的270°方向，同時為了進一步增強建圖的精確度，一般最好不要開啟畸變修正的功能選項。

3.5 航路規劃和地面管控應用

這一運用是該技術最為關鍵的運用領域，在實際操作當中，要堅持因地制宜、實事求是的原則，結合測繪地區周邊的具體地理方位、地形地貌特征、區域不僅和測繪面積等實際情況，設計相應的測繪方案。結合實地考察情況來編制航線圖。在航線圖的具體設計中，應當對測量信息進行詳細記錄，包括航向、航時、飛行高度、航線的數量和方向等，要實現數據更為精準，確保全面覆蓋，就要做好控制點的布放，結合具體情況開展標記，同時依托地面進行合理地控制，以此確保外業測量的過程和數據更為精確。合理的控制點分布對于精確度提升意義重大，重點是要對四角布設的平高控制點進行管控，同時對間距和航向以及重疊等要素進行合理控制，根據影響分區的差異性，在必要時設置像控點。

3.6 攝影操作環節的要點

在相機參數設置與檢校工作和像控點布設以及航路規劃工作結束之后， 我們便可以開始進行實際的無人機攝影，該環節就是無人機測繪過程當中起到主導和決定性作用的一個程序和環節，因此要更加高度的重視，它是對整體的測繪質量有實質性影響的核心工作，結合實際的操作實踐，應當做好以下幾項工作：一是要充分利用好北斗衛星定位和GPS等定位技術、遙控測量技術、遠程控制和計算機獨立控制技術，實現無人機姿態和飛行速度保持在合理的范圍內。二是在像控點的位置對待測量目標進行多次重復的拍攝實驗，從而結合其成像的清晰度來對相機的性能指標進行不斷地優化調整，以保證最后的影像清晰度最高。

3.7 三角測量中的應用

該航測及實施通常是在較大范圍內開展策略，如果地面控制點不合理，難以滿足航拍測量需求，那么需要用到空中三角測量法來開展校正，以此來彌補拍攝測量的缺陷。當然測量結果的準確度是確定測繪數據的關鍵性指標，在具體的操作中要對數據做好采集和處理，并且就無人機的飛行路線和飛行方式進行嚴格的管控，以保證測繪數據與實際需求相符[3]，根據外部影像來開展計算，結合相關軟件來減少非正常因素的影響，并且對地形復雜地區的航測數據信息可以更好地修正，提升其精準度。

3.8 信息數據的有效處理

外業測繪實現之后，就要抓緊進行內業數據信息的采集編排和整理，因為需要滿足城市地形圖的比例精度要求，需要開展空間三角測量，同時之后就要對外業拍攝的影響因素如平面坐標進行調整，并且利用拼接處理方式來處理平臺中的像片，之后利用校正系統去做好控制點的校對和修正，以此消除信息中的畸變系數。在三角測量數據處理后，就需要將全部數據深入到相應軟件中，開展內定向與相機畸變作業。該項流程應當交由專業人員處置，在實現地形測繪后，就可以獲取相關數據，也可以利用其中的測量數據結果。在采編作業實現后，還要交由專業的人員開展檢查復核，如果發生相關問題，就需要再次進行外業繪制，在調繪后，繼續重復上述步驟，最終使得地形圖符合相關要求。

4 未來無人機在現代測繪應用中的發展趨勢

今后的發展趨勢依然集中在相關技術的改革創新和變革發展方面。一是數字化水平不斷攀升，這是測繪技術轉型的一個必然方向，數據的價值愈發的受到重視，其整體的智能化水平在持續的上升，在城市規劃的測量結束后，就可以利用大數據的分析技術和數字化的繪圖技術來編制圖紙，我們要做的主要工作是對前期的程序進行編制和設計。二是智能化水平的不斷攀升。 智能化與數字化之間的關系是相輔相成的，從實際的應用角度來看，智能化更符合具體的測繪需要，也能達到相關測繪的要求，在當前城市規劃前期的測繪當中，一些人工智能技術已經在相關領域嶄露頭角，例如在檢測收集的數據，如果監測到了數據的誤差較大就能做出提示，技術人員也可盡快核實確保使用數據的可靠性，為之后的繪圖工作打基礎。

5 結語

與傳統的人工測繪相比，無人機航測在效率、成本和操作便利化程度方面優勢突出，值得深入探究。以便更好實現無人機航拍攝影測量技術在現代測繪技術的實際應用，推動了無人機技術在各個領域的廣泛應用，也促進了現代測繪領域更好發展。本文對當前的無人機航測技術的主要應用優勢和現狀進行了分析，特別是在城市規劃測繪中的關鍵作用進行了全面的分析，通過傳統人工測繪和無人機技術測繪的比較可以發現，此技術具有操作方法簡化、整體成本低廉、數據采集迅速、數據質量精確度高等優勢，可以更好地滿足多種地形條件的使用，應用拓展潛力十分的巨大，能夠有效地促進測繪領域的發展，對于現代城市規劃作業的推動作用也是十分明顯的。

參考文獻：

[1] 周志峰，安志宏，鄭少開，等.無人機傾斜攝影技術在自然資源督察中的探索與實踐[J].工程勘察，2021， 49（03）：43-46.

[2] 陳成斌.基于無人機傾斜攝影的房地一體化農村宅基地測量方法[J].測繪與空間地理信息，2020，43（03）：197-200.

[3] 李軍軍.工程測繪中激光雷達測繪技術的應用[J].山東工業技術，2019（12）：45.