工程測繪中無人機測繪及遙感技術的運用

李 明

當前，在經濟迅速發展的背景下，人們對工程建設質量的要求越來越高。為了促進工程測繪工作不斷改進和創新，人們運用新型技術來不斷提升測繪的準確性，進而為開展后續工程建設工作提供有力保障。無人機測繪及遙感技術是新興的航測技術，有助于提高工程測繪的質量。因此，對于有關工作人員來說，在工程測繪中必須要重視無人機測繪及遙感技術的合理應用，這是尤為重要的，否則就不能提高工程測繪效率，更加談不上推動我國工程測繪領域健康有序發展。

1 無人機測繪及遙感技術的有關簡介

無人機測繪及遙感技術是對空間的一種導航技術，利用無人機來測繪較為復雜的地形。現如今，人們進入高科技社會，運用高科技手段，能夠定位世界上各個空間區域，然后再結合各項全球定位模式設備的數據來合理分析，以保證在工程測繪中無人機測繪及遙感技術得到科學應用。此技術在很大程度上能夠為工程測繪有關人員提供優質的服務，能夠讓工作人員在工程測繪中迅速獲取到具體的地形地勢。以前傳統的地面測繪信息采集都是利用載人飛機獲得，然而需要支付很高的成本，而且多數情況下天氣條件容易對其造成影響，信息更新非常緩慢，勢必阻礙測繪工作的發展。但是無人機測繪及遙感技術的周期較短、成本很低、成像相當清晰、操作方便，可以顯著的改善傳統測繪信息采集。在數字化時代下，無人機測繪及遙感技術發展較為成熟，并已經實現普遍應用，尤其是在工程測繪中無人機測繪及遙感技術是一項重要的技術，給工程測繪工作帶來了極大的便利。

圖1 無人機遙感測繪圖

2 我國無人機測繪及遙感技術的現狀

技術日益創新發展，很多國家都開始探究無人機測繪及遙感技術，尤其是應用在軍事領域中，加強國防能力。我國無人機測繪及遙感技術研發起步相當遲，然而有著很強的創新能力，很快就獲得許多成就，與發達國家之間的差距日益縮小。尤其是最近幾年的發展速度日益加快，國家許多國家都對我國無人機測繪及遙感技術抱有期望，這就表示我國無人機測繪及遙感技術水平不斷提高。在投入研發無人機測繪技術的過程中，我國遙感技術也日益進步，其創新能力越來越強，在技術融合的時代背景下，無人機測繪技術與遙感技術的相結合促進社會每個行業穩定發展，在新的領域日益發展，在很多領域都起到至關重要的作用，比如：搶險救災以及遠景拍攝等等。盡管無人機測繪及遙感技術日益發展，不斷完善，然而在具體應用中依舊存在諸多問題，必須要不斷調整，積極完善提升，只有這樣才可以在更多的領域中真正實現廣泛應用。

3 無人機測繪及遙感技術的優缺點

3.1 無人機測繪及遙感技術的優點

3.1.1 精準水平較高

在無人機測繪及遙感技術中坐標系運用的單位通常是以大地向量為主。坐標系選取的首個步驟是選定坐標中心，根據確定的緯度以及經度來確定測繪位置其中一個點的位置，將其作為坐標中心來描述以及測量。在地表表面的每個位置都能結合地理坐標系來描述數據。在選擇坐標系后結合各個工作需求以及探測位置需求來調整坐標系和基準，所以針對測繪工程來講，無人機測繪及遙感技術的精準性相當高。每個坐標系和基準的選擇，都是沒有任何變化的。在相對變化中必須要確保數據的時效性以及可靠性，只有這樣才可以將工程測繪中無人機測繪及遙感技術的高精準性充分體現出來。

3.1.2 測量時間較短

無人機測繪及遙感技術之所以能夠在工程測繪中得到廣泛的應用，其主要原因是該技術測量時間較短，測量效率較高。對于土木工程而言，工程測繪是重大的工程，其測繪工作則依賴于無人機測繪及遙感技術。應用無人機測繪及遙感技術，人們能夠在野外測量中將傳統測繪的不足徹底打破，在較短的時間內真正實現毫米級的定位系統，顯著改善傳統的動態測繪技術以及靜態測繪技術定位花費較長時間的問題。與傳統的測繪方法相比之下，無人機測繪及遙感技術具有較強的時效性。

3.1.3 操作簡單，應用方便

結合調查資料表明，很多大型測繪工程的發展都離不開無人機測繪及遙感技術，該技術為建筑工程創造了極大的效益，并且該技術操作非常簡單，在應用過程中相當方便。工作人員能夠采集這些地理信息，然后馬上繪制圖像，利用地理信息技術和計算機技術能夠準確迅速高效的繪制圖像，而運用地理信息技術確保工程測繪的精準度，在繁瑣復雜的工作中運用無人機測繪及遙感技術，不僅可以顯著提升工作效率，而且減少工作失誤。在大型工程中無人機測繪及遙感技術是重要的技術之一，工作人員需要對其合理利用且不斷創新發展。在具體應用中也能掃描建筑影像，再進行科學的處理，將其繪制成圖像。無人機測繪及遙感技術是利用接收機接收其的數據，比如：衛星，根據其方程式，將位置信息數據準確計算出來，明顯縮減測量工作過程中產生的經費，而且操作靈活方便，也能夠將傳統測量中一些過渡點的測量工作直接省略，如此一來，應用既方便，又實用。

3.1.4 投資少

相對于原來項目中的測量以及制圖技術而言，無人機測繪及遙感技術操作相對簡單，而且能夠減少成本，顯著提升測量以及制圖的精確性，當無人機測繪及遙感技術與計算機技術獨立運用時，操作人員也能對無人機進行控制，這就說明無人機便于操作，而且在訓練結束后操作人員也能自己操作無人機。就施工單位來講，該工作方法能夠避免人員使用中浪費很多資源，提升測繪的準確度，而且保證測繪質量。無人機體積較小，不會占用很大的空間，能夠減少成本。在使用無人機過程中操作人員能夠在短暫訓練后進行使用。除此之外，無人機方便維護，這樣就可以省去租賃地點的費用。

3.2 無人機測繪及遙感技術的缺點

無人機測繪及遙感技術，一般來講，其機體很輕，然而因為機體很強，在飛機上升時很有可能被風力影響，導致飛行不夠穩定，無法獲取清晰的影像。目前，大多數普通無人機都尚未配備一些高精度的傳感器，所以不能獲得精度很高的圖像以及信息，更加很難真正滿足部分大比尺的有關要求，因為無人機是利用人員對其操作，利用傳感器傳遞信號做好各項操作，所以需要使用許多通訊系統，黑客在大多數情況下容易對其造成干擾，造成一些安全問題出現。

圖2 強干擾下無人機測繪示意圖

4 無人機測繪及遙感技術在工程測繪中的具體應用

4.1 測繪影像的獲得和處理

在應用無人機測繪及遙感技術進行工程測繪前，必須要提前確定其飛行的具體路線，而且選擇合適的試飛場地以及試飛條件來進行試飛。當其到達測試區后，有關工作人員必須要完成像控工作，讓無人機可以高效投入到工作中。在作業過程中因為無人機測繪及遙感技術充分利用其GPS 定位系統來準確定位測繪區，并組成精確的坐標系統，包括高程系統、平面坐標系統等等。同時也會自動調整測繪影像成像的比例尺寸以及分辨率等等，進而在空中測繪過程中，能夠借助其三維模型來有效處理拍攝畫面效果，再加上其像素較高，所呈現的測繪影像辨識度以及清晰度都極高，可以使工作人員在較短的時間內獲得工程測繪影像。除此之外，無人機測繪及遙感技術的DOM 精度以及像控點精度要求很高，因此、可以將工程測繪的許多測繪死角以及森林等等測繪難度大的位置測繪到，以保證測繪結果是十分完整的，為工程項目提供有力的保障。

4.2 測繪數據的采集和處理

對于無人機測繪及遙感技術來說，數據處理系統是不可或缺的主要組成部分，在工程測繪工作開展中往往會運用手動與自動相融合的方法來迅速采集測量的數據，以確保測繪數據更加的精確。一般來說，其測量的數據與標準要求相符的無壓縮TIFF 等格式在數據系統內存儲。并且對測繪數據進行處理時，此遙感技術也會應用GPS 系統中的有關軟件將采集的原始數據迅速從數據采集器向計算機導進，對有關數據備份，以顯著提升數據安全性。除此之外，無人機在飛行中容易出現或多或少的偏差，進而發生圖像疊加的情況，這種情況下，其具有的自動變焦的數碼相機就可以自動調整有關參數以及焦距，以提高拍攝影像的質感。同時，對影像的數據進行記錄時，必須要將其在一些介質上詳細記錄，比如：硬盤、軟件等，還將有關信息在影像上清楚標記出來，比如：攝區代號以及攝影時間等等，使影像數據信息更加的真實，更加的有效，進而方便在工程建設過程中可以具有重要的數據依據。

4.3 在低空作業中應用

無人機測繪及遙感技術通常是在拍攝條件惡劣的情況下開展應用，進而獲得高質量的數據信息以及影像，普遍應用在很多工作中，主要包括城市建設、有關的防火救災工作等等。在工程測繪中也容易出現很多不可控的因素對測繪工作的進度和測繪數據的精確度等等都產生影響，所以為了確保工程建設的進度，在測繪中出現部分特殊狀況時，運用無人機測繪及遙感技術進行低空作業。此技術除了可以自動捕捉測繪圖形以及所拍攝的高清畫質影像，也會借助其專業的數據處理軟件來自動化處理各種影像信息，在很大程度上可以實現測繪數據的充分利用。

4.4 在惡劣的環境中應用

勘測與測繪數據測量鏈接往往運用航拍技術。這種方法適用于惡劣的環境，對附近的地理環境有較高要求。如果環境條件不符合其要求，航拍不能獲取精確數據時，適合采用無人機測繪及遙感技術，盡量將地理條件的阻礙控制在最小化。如果地理環境相對復雜，運用無人機測繪及遙感技術來保證測量速度，提升測量精度，保證測繪工作質量。在工程測繪中應用無人機測繪及遙感技術，能夠使測繪數據更加精確。因此，無人機測繪及遙感技術在城市規劃中得到了廣泛的應用，進而保證信息的可靠性以及精確性。除此之外，無人機測繪及遙感技術也能在自然資源的利用中普遍應用，進而顯著提升監測效率。將無人機測繪及遙感技術在工程測繪中應用能夠推動行業穩定發展，擴大測繪的影響力，提升測繪效率。并且對航空攝影技術有越來越高的需求。測繪項目不只是局限于一些平坦區域的測量，也測量相對復雜的環境，比如：山區等等。無人機測繪及遙感技術能夠對測繪中的潛在情況進行有效處理，做好測繪工作。

4.5 不斷優化圖像控制點的測量過程

為了可以應用無人機測繪及遙感技術，需要保證過程優化，以更加科學的應用無人機測繪及遙感技術。要想進一步優化圖像控制點的布局工作，有關技術人員必須要科學控制圖像，而且積極優化與更新控制點的測量過程。首先，應該在可控范圍內準確識別，對射擊范圍內的實際情況進行全面分析，還要檢查在拍攝范圍內的自由網是否與有關要求相符。同時，也要認真檢查免費網絡迅速生產的迅速拼圖的圖像偏差。然后，不斷優化圖像控制點測量程序的布局過程。需要高度重視目標測量區域的地勢以及地形，也要對照片加強質量控制，類似于控制點。數據收集應該有很高的要求，不可以隨意將圖像以及數據刪除。最后，完成數據存儲。無人機錄制過程中通常會生成很多數據。在設備中保存該數據。信息收集者必須要定期對一些不必要的數據進行格式化，防止出現新數據起皺以及重疊等情況，而且保證色彩效果以及圖像清晰度。

5 無人機測繪及遙感技術在工程測繪中應用需要注意的問題

5.1 定期檢查有關設備

在應用無人機測繪及遙感技術開展測繪工作前，為了可以提升其測繪效率，工作人員也要定期對其有關設備進行認真檢查。第一，需要保證有關設備與有關的質量標準要求相符，而且結合工程測繪的需求來科學調整和優化設備的使用。第二，定期檢查有關設備，比如：通訊設備以及電源系統等等，可以連接航攝平臺實施通電檢查，以保證這些系統以及設備都正常運行。第三，在開展遙感測繪工作過程中也要對相片的傾角以及重疊度等等進行檢查。比如：對影像質量進行檢查時，能夠通過人的肉眼來觀察其效果，包括色彩以及清晰度等等。

5.2 科學控制飛行與拍攝質量

為了使無人機拍攝工作落實到位，在使用過程中有關操作人員必須要有效控制無人機飛行情況以及拍攝質量。第一，按時進場，而且確定有關的降落以及起飛方法等等，也要加強飛行速度的控制，以獲得高清的測繪影像。第二，需要合理設計與控制無人機的飛行高度，充分掌握拍攝區域實際航高與設計航高的高度差，還要將其嚴格控制在正常范圍內。同時，需要對無人機的實際飛行狀態進行合理控制，防止GPS 定位系統出現信號混亂情況而導致拍攝精確性下降。在無人機飛行中還要對其下降以及上升的飛行速率加強控制。此外，作為工作人員，必須要認真制定且規劃安全保護方案，以確保無人機安全飛行。在實際拍攝過程中應該保證不會出現航攝遺漏的情況，一旦發現這種情況，必須要立刻補射。

6 結語

總而言之，傳統的測繪技術已經無法滿足目前市場形勢的實際發展需求，而新型測繪技術的出現和應用勢必是主流發展趨勢，所以在工程測繪中，為了可以突出工程測繪結果的合理性以及精確性，應該結合自身需求來進一步加強無人機測繪及遙感技術的應用，進而將其顯著的應用優勢全面發揮出來，提升工程測繪結果的精準度，以獲得準確、完整的影像以及數據信息，為保證工程建設正常進行打下堅實的基礎。