無人機遙感技術在測繪工程測量中的應用探討

劉華峰

（北京京密鴻圖測繪有限公司，北京 101500）

關鍵字：無人機；遙感技術；測繪工程；工程測量

工程測量的綜合性與專業性較強，測量對象涉及地表地物、水文構造、地下礦藏等，且測繪環境存在差異性，必須應用先進的測繪技術。隨著專業技術的快速發展，傳統測繪技術得以改進，開始出現信息化測繪，相應加強了測繪技術的適應性，提升了測繪精細度。開展工程測量時，合理應用無人機遙感技術對待測區域實行全面勘測，以此滿足工程測量工作的需求，應該加強與其他技術的聯合，最大化發揮技術支持作用。社會的快速發展給測繪工程帶來了很多的機遇，但是同時也帶來了挑戰，目前社會工程對于測繪工程的精度要求越來越高，而且對其工作效率也提出了更高的要求，所以測繪工程要想提高工作效率和工作質量，必須引入先進的技術，而我國的無人機遙感技術在發展過程中逐步完善，可以很好地應用在測繪工程之中，它可以提升測繪工程的工作效率以及測繪的精準度。而且無人機遙感技術在測繪工程中，能夠更加快速高效地獲取相關的信息。由于無人機遙感技術的發展還不夠成熟，一些實際的操作，需要工作時進行實際運用才能夠得知。

1 無人機遙感技術綜述

無人機遙感技術是指利用無人機搭載遙感傳感器，結合遙測遙控技術、邊緣融合技術、無線通信技術、GPS定位技術以及CIS地理信息技術，在獲取工程影像數據的基礎上對影像進行同步傳輸，并完成影像數據處理、建模、分析。也就是說，無人機遙感技術借助較先進的機器、駕駛飛行器技術、遙感傳感器技術、GPS技術等，可對工程測繪測量工作進行空間遙感信息的自成化、智能化、專用化獲取。無人機遙感技術主要包含數據處理系統、無人飛行器平臺、GPS導航定位系統、數碼傳感器等。其測繪工作原理是：地面控制站根據具體的測繪需求和實際工況選擇恰當的無人機，借助搭載的傳感器和高清攝像機，在設定好的無人機航線上做好無人機姿態穩定控制、飛行軌跡控制和任務管理控制等，從而實現對地物的測量。無人機遙感技術憑借機動、快速、經濟等優勢，成為測繪工程測量中較為理想的實際應用技術，無人機遙感技術即借助無人駕駛飛機，使用多種傳感器來完成所需信息的全面收集，依托先進技術對信息進行科學分析與處理。該技術可以出色地完成各種難度的測繪工作，也可以在各類救援工作中發揮關鍵作用，更能為城市規劃與戰略方案的設計帶來一定的幫助，使城市建設方案具備可行性和合理性。新時期，無人機遙感技術在環境監測、國土資源調查等多個方面的應用將切實有效地提高工程測量的準確性，完成高分辨率的圖像采集與共享，為多角度的研究提供全面和科學的數據。無人機的類型較多，如多旋翼式無人機、固定翼式無人機、無人式直升機以及無人式飛艇等，每種類型均有自身的優勢。多旋翼式無人機可借助螺旋槳來完成高難度的懸停并在工作中保持懸停狀態；固定翼式無人機以電能為動力，產生的噪聲極小，具有一定的隱蔽性；無人式直升機不僅可以做到懸停，還能夠實現垂直起降；無人飛艇靠空氣浮力進行飛行，極具可控性并有廣闊的使用空間。為了將無人機技術更好地應用在測繪工程測量環節，技術人員必須深入和全面地研究技術組成，結合工作需求選擇適合的無人機技術，在提高工作效率的同時科學做好成本的控制。

2 無入機遙感技術特點

無人機遙感技術之所以在多個領域得到廣泛應用，主要是因為這項技術操作簡單、檢測效率高，并且還十分靈活方便。在科技不斷進步的帶動作用下，無人機技術研究逐漸深入并且越來越成熟，在操作方面也變得越來越簡單化。在應用無人機遙感技術時我們只需要提前設置好它的飛行路線，然后再依據實際情況進行數據校正，就能夠獲得比較理想的測繪信息。在無人機應用過程中出現問題之后，系統具有自動判斷功能，會在發生問題后自動回到起點進行故障排除，等到故障消除之后又可以再次投入測量。另外，無人機遙感技術在進行數據測量時其工作效率是比較高的，在遇到突發情況時候，無人機遙感技術的反應速度也比較迅速，能夠有效避免突發事件對無人機所造成的負面影響，為測量工作的順利進行提供有效保障，在測量進行過程中可以有效規避嚴重問題的出現，并且還能夠滿足人們對于數據測量的多種要求。無人機的靈活方便性也十分突出，在不同的地點均能夠完成起飛以及降落，并不需要建立專門的機場。并且，無人機在使用過程中也是十分方便的，能夠在多種方式的幫助下順利完成不同地域的起飛以及降落動作，同時還可以快速地到達目的地。

3 無人機遙感技術的應用優勢

3.1 難度系數低

我國對無人機技術的研究在邁向更深層次的同時，也在推動無人機的操作逐漸簡便化。在大部分測繪工程測量工作中，工作人員需要做的只是提前規劃并設置好無人機在空中飛行的路線，為無人機指導方向和及時改變數據使之與環境相適應。之后工作人員坐等無人機反饋回精準的測量結果即可。而且完全不用擔心無人機在工作時出現異常情況，因為一旦有問題，無入機能“自救”，就是自我排查問題并且及時飛回起點位置，待問題解決后繼續出發工作。

3.2 觀測效率高、成本低

無人機遙感技術在測繪測量中的數據傳輸為實時傳輸，無人機可以利用光譜分析對監測空間進行信息采集，在幾秒內完成測繪以及數據信息的實時傳輸工作，信息處理的高速性能有效提升測繪效率。不僅能夠為觀測工作提供效率上的提升還能為測繪人員提供一定的安全保障，避免人員進入到空中對建筑物進行測量，實現了人員與設備上的成本節省。測繪施工與其他工程施工不同，工作環境較為復雜，所以在進行工作時受到周邊環境影響的因素較大，增加了測量偏差的差異性。但是，GPS的應用，主要通過衛星實現定位，不需要人為較多的參與，從而避免了環境、天氣等諸多因素的影響。通過對實際信息的監測建立三維模型，呈現在設備中，為工作人員提供直觀、清晰的信息內容，既能夠提升測繪技術的效率，還能提高測繪工作的質量。

3.3 信息處理的速度比較怏

隨著技術水平的發展，無人機遙感技術的信息處理速度在不斷加快，在發展的過程中，無人機遙感技術的分辨率也在不斷提升，所以在用無人機遙感技術測量時，能夠快速精準地獲取數據，然后將數據傳至有關部門，隨后對信息進行專業的處理。由此可以看出，無人機遙感技術的數據處理速度極快，能夠有效提高工作效率。

3.4 監測范圍廣

無人機遙感技術不斷發展成熟，監測范圍也越來越廣泛，由此引發了應用熱潮。無人機遙感技術最吸引人注意的點在于它能夠進入那些環境復雜惡劣、人工監測難度極高以及人類還沒有能力進入的范圍進行監測，而且監測結果往往精確度很高，甚至遠超人工監測，這對于測繪工程來說是一項具有重大實踐價值的技術突破。另外，無人機遙感技術還在不斷創造奇跡。完善測量技術，這一做法直接促進測量結果更加精準全面，展示在人們面前的區域狀況更加清晰明了，給相關工作人員節省了很多時間，大大提高了測繪的工作效率。

4 無人機遙感技術在測繪工程測量中的具體應用

4.1 獲取測繪所需要的影像信息

利用無人機遙感技術為測繪工程測量工作服務時，為保護無人機以及獲得精準無誤的影像信息，測繪人員在無人機正式進入區域范圍之前，必須要做好調研工作，對區域環境狀況進行基本了解，并且綜合分析。在多種參數信息的基礎上為無人機規劃出一條科學合理的飛行路線，然后通過無人機試飛的方式來確定設備平臺的位置。無人機在實際的飛行過程中，會不可避免地與預設路線有微微出入或者說有一定偏差，所以在無人機工作過程中，它不僅要獲取測量的數據信息，同時還要在測量的區域內拍攝，將區域內的真實情況以圖片的方式清晰記錄并保存下來，目的是后期工作中對圖片進行處理得到三維影像后，來驗證獲得的測量結果信息的精確程度，也為后期的數據分析結果提供了可靠證明。同時可以判斷拍攝得到最終想要的效果，也幫助空中三角測量技術進行進一步的補充和修改，推動其廣泛應用。在無人機進行拍攝時，可以嘗試控制無人機的飛行姿態、轉彎速度，同時還可以變化拍攝設置，如曝光、延遲拍照等來獲得影像，這樣拍攝出來的內部環境才能夠更全面、更直觀，更有利于提高測繪工作的質量。

4.2 信息處理的應用

應用無人機遙感技術能夠收集、處理地理信息。在傳統工程測量中，信息處理對人工操作的依賴度較高，準確性與實用性有限。在現代信息技術支持下，相應提升了信息處理要求，人工操作已經無法滿足應用的需求。因此，無人機遙感技術得到了廣泛推廣與應用。相較于人工操作，無人機遙感技術的作業速度更快，測量結果的準確性更高。在工程測量中，無人機遙感技術地應用使得測量結果具備較高的實用性與精確性。在能源行業發展過程中，礦產測量項目增多，尤其是煤炭資源勘測，通過無入機遙感技術，可以確保資源勘測的效率與準確性。在工程開采作業中，企業注重開采廣度與深度，借助無人機遙感技術對工程數據進行處理，提升數據信息處理的效率，也保護了生態環境。在工程治理工作中，可以通過無人機遙感技術降低工程開發產生的不良影響。還可以通過使用無人機遙感技術進行低空飛行，確保數據準確性的同時，通過該技術高效處理數據，能夠有效改善工程環境與生態質量。

4.3 在突發事件中的靈活應用

無人機遙感技術的應用極為靈活，彰顯出極強的時效性，可以在第一時間獲取到一些突發事件的關鍵信息和重要數據，通過拍攝視頻圖像，協助制定解決方案，無人機遙感技術會將相關數據進行實時傳遞與共享，特別是在重大自然災害發生時，可以為災區救援與后續的重建等工作帶來有力的技術支持。例如，地震發生期間，工作人員需要收集震地的地面信息，而普通的遙感技術無法在第一時間掌握所需的信息，可能耽誤救援時間，而使用無人機能夠傳送指定區域的地面情況，同時可進行實時監控。盡管無人機遙感技術與測繪工程測量環節的結合將不斷提高工作效率，但技術人員仍需在使用中考慮無人機的升降性能和抗風性能，才能使其可以在各種環境下完成任務，擴大測量面積，為測繪工程的進行夯實基礎，擴大經濟效益。

4.4 在低空作業、特殊目標獲取方面的運用

目前，無人機遙感技術在測繪工程測量中的運用越來越廣泛，尤其在低空作業方面發揮的作用越來越大。航拍自動化發展更加完善，與之相配套的數據處理軟件不僅能提升無人機的自動化水平，還能提升無人機操作的靈活性，為無人機遙感技術提供更多技術支持，以更好地實現圖像的捕捉和拍攝。如：較大比例尺的測圖工作是無人機低空航測系統項目中最主要的成果。另外，無人機遙感技術具備自動檢驗功能的組合特寬角低空數據相機系統，此系統運用科學的軟件可以展開進一步的校驗，從而最大程度地避免獲取到的數據由于機械變形造成誤差。同時，此系統創造性地利用邊緣現場補償相機姿態角度提升精度的方法，極大地減輕了成像系統的整體重量，科學替代了三軸云臺。另外，在特殊目標獲取方面，無人機遙感技術獲取數據信息更加準確，精度更高，位置更準，能夠實現測量目的的同時大幅節省人力物力。

4.5 在城市規劃中的廣泛應用

設計人員須以長遠的眼光看待規劃工作，借助無人機遙感技術收集所需的各類數據，做好數字模型的構建與完善。在實際的工作中，設計人員可以巧用無人機遙感技術，快速、全面地收集區域內的地理信息，從多角度測量數據，獲取各種高分辨率的圖像，使城市的地形模型具有實時性和直觀性。此外，隨著新技術的融入，設計與規劃人員能夠實時掌握城市現代化建設的實際進度，借助無人機傳遞的資料判斷規劃方案的落實程度，通過無人機拍攝的多角度視頻科學判斷規劃的成效。若借助無人機遙感技術發現城市的建設與實際需求不相契合，技術人員可以馬上實施針對性的彌補措施，使得城市建設與規劃高質高效。在收集城市規劃所需的數據時，技術人員可以根據工作需求，調整無人機等設備的拍攝角度、范圍及路線等，使航拍數據更為精準和全面。

4.6 惡劣環境中的應用

進行航空拍攝時所面臨的環境較為惡劣，無人機遙感技術可以在惡劣的環境中進行工作，在測繪工作中無人機遙感技術能夠在條件較差的地區快速精準地完成測量工作，且不會因為外界因素的影響而降低地理信息測量的精度。在惡劣的外界環境中使用無入機遙感技術，能夠有效保證測繪工程的質量，拍攝的影像、測量的數據都有質量保證。如果將無人機遙感技術應用到城市規劃、城市實時監測、自然資源開發等方面，能夠有效保證數據的準確性，確保這些工作能夠順利開展，由此可以看出無人機遙感技術對測繪行業的重要性。隨著科技的發展需要測繪的地方越來越多，而且這些地方對于技術的要求也越來越高，因此對無人機遙感技術有了更嚴格的要求，無人機遙感技術在未來發展過程中，要能絕對克服惡劣的自然環境，保證能夠在艱苦的環境之中順利開展工作，這樣才能更好地為測量工作服務。

4.7 礦山測量上的應用

礦山開采是我國重要的經濟支撐之一，礦山所在之地一般地勢都較為惡劣，地勢險峻、環境特殊，傳統的測繪技術無法監測整體的礦山狀態，所以具體工程實施的計劃以及測繪工作極其浪費時間，不僅耗費大量的人力，還會耗費大量的設備、資源，大大增加了礦山開采的成本。而采用無人機遙感測繪技術，可以忽略地理環境的影響，通過航空監測來獲取測繪目標與周圍環境的資料，并對資料進行處理，為礦山的開采提供重要的影像、數據資料。同時，還可以通過無人機與傳感器的結合為相關人員提供實時監測信息，促進工作效率與質量的提升。

5 結束語

綜上所述，無人機遙感技術的發展完善得益于社會發展和科學技術進步，將其應用到多種行業當中都取得了令人矚目的成績，在日后還需要注重對無人機遙感技術特點進行分析，發揮無人機遙感技術優勢，提高我國工程測量的整體水平。無人機遙感技術作為較先進的現代科學技術之一，其數據處理效率快、測量范圍廣、受外部環境因素影響低，可應用于測繪工程測量活動。在日后還要重視無人機遙感技術的優勢，結合不同需求制定合理測繪方案，保證測繪結果的質量，提高測繪事業發展水平。