基于測繪工程測量中無人機遙感技術運用

歐陽凱

（廣東省地質局第三地質大隊，廣東 韶關 512026）

1 無人機數字化內容

無人機數字技術產品主要包括數字高程模型DEM、數字線劃地圖DLG、數字高程模型DEM。創建DEM后，將航空攝影平面位置和空間位置相結合，從而掌握目標測量區域的整體情況。DOM可以全面收集數據，并對數據進行處理、整理，如圖片修剪、數據標注、鑲嵌作業等[1]。DLG是基于DEM空間模型所創建，利用數字劃線功能繪制地圖，數據編輯對象為DEM資料，用于及時記錄數據和空間關系，根據地形數據實際情況提取數據信息要素，以此保證無人機測量數據的精準性[2]。

使用航空攝影測量技術能拓展無人機使用領域，勘測指定目標，對地形地貌數據進行提取，及時掌握所在地的氣候條件和地質特點，對實際地質進行測量和預報，對測量目標進行實時監測，通過相機的拍攝比例還原數據，統一實現拍攝與計算的功能。在復雜地區中利用無人機測量地質數據，觀測者根據數據需求特點、測量精度、地形等參數要求，可以通過控制平臺選擇合適的攝像裝置及機型，統籌規劃無人機航行路線。在低空拍攝時，通過DEM和DOM分析控制圖像，測量人員可以對數據品質進行檢測，利用DLG實現價值數據的測量，實現完整測量系統的創建。

2 無人機遙感技術的使用優勢

2.1 監測范圍廣泛

在傳統監測方式中，監測效果與范圍成反比，縮小監測范圍能提高檢測效果。但是，無人機遙感技術能提高監測精度，在技術改進中擴大了監測范圍，所以，無人機遙感技術還能提高工程測繪范圍。另外，利用此技術能在無人機儀器中通過三維方式展現目標區域實際情況，實現直接測繪。

2.2 提高監測效率

利用無人機遙感技術能提高測量工程的監測效率與質量，及時處理突發事件。

2.3 提高可兼容性

僅將一種遙感技術應用于實際測繪工程中，會出現測量遺漏問題。而在不同場合使用無人機，或使用多種遙感技術，能彌補單一遙感技術的不足，對測量技術進行完善，提高遙感技術的兼容性，并且使技術處理效率和質量得到提高。

2.4 提高處理效率

普通衛星處理效率比無人機遙感技術低，無人機遙感技術的圖像分辨率較高，可降低實際操作出錯率。無論是數據收集速度還是數據處理工作，均具有一定的優勢。

3 無人機遙感技術的使用

在城市規劃設計過程中，無人機遙感技術作為城市發展的主要構成，在規劃設計城市過程中要求具有大量測繪信息，制圖人員以測繪數據實現制圖操作，繪制大比例地形圖，為相關部門提供決策參考，促進城市發展。

3.1 獲得測繪影像資料

在測繪工程測量過程中使用無人機遙感技術，需要根據待測區的實際地貌、地形合理設計飛行平臺和路線。完成設計后要進行試飛，對設備平臺的合理性進行分析，再利用無人機遙感技術得出測繪影像資料。使用此技術時，需同時使用三角測量技術，避免出現漏洞。其次，在無人機遙感技術實際使用的過程中，需對飛行姿態做出調整，利用轉彎緩沖、拍攝補償等方式使拍攝畫面符合影像處理標準，避免對資料獲取精準性造成影響。某項目航飛方案如圖1所示。

圖1 航飛方案

3.2 實現數據收集

通過無人機遙感技術收集數據主要包括自動加密和手動采集兩種方法，手動收集數據要以先進的網絡技術為基礎，將計算機遠程控制技術和實際采集需求相結合，保證手動收集數據具備針對性，并且滿足基站實際收集需求，像控點布置如圖2所示。

圖2 某工程項目像控點布置

無人機遙感技術能夠實現自我保護，應用到無人機內部控制系統中，能夠在存儲收集數據信息后實現存儲器加密設置，使數據信息的安全性得到提高。使用此技術是由于網絡技術不穩定，為避免在使用時受到黑客、病毒等入侵，或因不法分子基于利益驅使竊取數據信息，工作人員在獲取存儲器內部信息數據時，需利用訪問權限輸入用戶名和密碼，完成核對后得到內部信息。

3.3 在低空作業中使用

無人機遙感技術能在低空作業中使用，例如，無人機遙感技術可以在防火救援、城市援助和環境檢測等多個領域中使用，能提高人們生活質量。在科學技術持續發展中，無人機遙感技術的應用也越來越廣泛。低空作業對技術使用安全性具有較高要求。無人機遙感技術能提高作業效率及測繪工作的自動化水平，使作業工作效率得到提高。另外，無人機中使用的新型高精度數碼相機能夠實現垂直、水平和傾斜等角度成像。在實際使用中由于成像角度比較多，所以，能夠避免建筑物、高山等遮擋，使實際測量數據精準度等得到提高。

在低空作業中廣泛使用無人機遙感技術，其先進的控制系統尤為重要。如使用無人飛艇低空航測系統時，主要利用其自穩定、自校驗、自主創新等功能，合理設計成像物體重疊關系，糾正機器運行誤差。另外，調節補償相機拍攝角度，使拍攝技術精準度得到提高，確保無人機遙感成像的合理性與精準性，使影像處理技術分辨率和清晰度得以提升。使用無人機遙感技術還便于獲取數據資源和目標信息。如在大比例地形圖繪制中，要獲取局域特殊地理信息資源，確定位置。傳統航拍技術只能對物外貌和輪廓進行描述，而使用無人機遙感技術能可提高影像資料精準度，節約大量財力和物力，提高無人機遙感技術使用合理性和科學性。

針對部分文物建筑及工程項目進行測繪時，其信息獲取較為困難。借助無人機遙感技術，能提高信息獲取和使用的可靠性與便利性。在實際工程項目測繪時需收集特定目標數據信息，在此過程中使用無人機遙感技術，以提高數據信息獲取精準度，有序開展特殊項目測繪工作。

3.4 無人機影像空中三角測量

目前，行業市場中的空中三角測量軟件自動化程度不同，數據處理軟件包括Image Station系統、helava系統等。此種數據處理軟件的特色比較明顯，可以利用匹配技術和圖像識別等技術自動得到像點坐標，通過平差軟件計算，能夠得出待定點地面坐標和影像外方位元素。利用空中三角測量加密數據處理軟件和地面控制點計算所有加密點地面坐標，能夠支持大數據和膠片影像。半自動兩側控制點外的其他工作皆能實現自動化處理，如自動提取連接點等。另外，Patb平差軟件能實現平差計算和粗差檢測，及時完成低空無人機影像平差結算，測量流程為：

1）數據準備。創建航飛示意圖與參數實現影像拓撲關系，包括影像和模型。

2）工程自動內定向。將相機參數和相片框架作為基礎，恢復影像和相機為內定向。實現像方坐標系的創建，以及內定向文件的生成。

3）連接點的自動提取。在對工程影像進行內定向之后，進行自動轉點。根據實際需求逐一的選擇相鄰的兩張影像同名點生成自動轉點成果，轉點流程說明及測區成果（見圖3、圖4）。

圖3 DATmat ei x軟件空三測量處理流程

圖4 某工程項目測區成果

4）交互編輯。在完成自動轉點后，將平鋪視圖作為基礎查看連接點的分布情況。假如影像中缺少連接點可以人工添加，對較差連接點進行編輯或者刪除，在控制點設置到工程區域四周，對連接點精度全面掌握。如果屬于平差收斂，將拼接視圖作為基礎查看連接點的分布情況。根據預測的控制點點位添加其他控制點，將爭議點列表中的點刪除或者編輯。若平差解算不收斂，缺少爭議點信息，就要對影像中是否存在連接點進行查看，以連接點分布實現連接點添加，開展平差結算。之后，通過patb界面重新設置sigma值，取值和結算sigma值一樣，平差后編輯爭議點信息，直到爭議點消失。最后一次平差結算需對輸出驗后方差解算及粗差剔除后結算。在平差結束之后，通過工程文件實現所有影像加密點、相點和控制點的文件進行生成。

5）空三結果。根據空三預覽功能將連接點剔除，從而進行空中三角測量。因為在數據迭代時無法實現，所以，通過權重大小進行反復試驗，提取大誤差點后，實現權值接近值和影像分辨率的設置，設置之后通過patb進行空三計算，計算完成后將pri文件打開對結算精度進行查看。

4 結語

綜上所述，在測繪工程測量中使用無人機遙感技術具有重要價值，需引起相關部門重視。測繪人員需全面掌握無人機遙感技術的使用優勢，得到測繪影像資料，快速處理突發事件并實現數據收集，具體分析無人機遙感技術在測繪工程測量中的應用現狀，進而促進我國測繪工作的可持續發展。