論無人機遙感技術在測繪工程測量中的應用

【摘要】文章主要分析了無人機遙感技術在測繪工程測量中應用的問題，在闡述了無人機遙感技術的發展現狀以及優勢的基礎上，指出了將其應用到測繪工程測量工作中的重要性，并提出了一系列具體的應用措施，希望能夠為測繪工程測量有關人員提供參考。

【關鍵詞】無人機；遙感測繪；優勢；應用

1、無人機遙感技術目前的發展狀況

當前全世界有32個國家正在研制超過300種無人飛行器，41個國家正在使用近100種無人飛行器。世界許多國家正在建立民用無人機產業，并推動其廣泛應用，而中國無人機產業也取得了很大進展，產品已經開始出口到國外高端市場。專家指出，隨著無人機裝備的發展和服務隊伍的建設，我國已能夠利用無人機為國民經濟建設服務，無人機發展已經進入社會應用的新時期。低空遙感技術是近年來在遙感技術基礎上迅速發展起來的地理信息數據快速獲取技術，該技術利用無人飛機平臺搭載航空數碼相機進行航空攝影，采用imu/gps技術進行自動導航，在1000米以下進行低空作業，具有機動靈活、高效快速、精細準確、可云下攝影等特點。無人機遙感技術已經成為我國經濟建設、社會發展、應急救災、突發事件處置、數字城市建設、國土資源調查、地質災害、礦山監測、環境變化監測、工程設計等一系列國家重大需求的重要技術。近幾年，這項技術在我國得到了快速發展和應用，積累了豐富的技術資源。

2、無人機遙感技術的應用優勢

作為一種新型的技術，無人機遙感技術在應用過程中具有極大的優勢，主要體現在監測效率高、監測尺度大、處理速度快以及周期性服務效果好等方面，文章本部分主要針對上述幾方面優勢進行了詳細的分析。

2.1監測效率高

對于遙感技術而言，保證監測效率十分重要。如發生緊急事件，監測效率低必定會延誤事件的解決時間，甚至會造成極其嚴重的不良影響。無人機遙感技術的主要優勢在于監測效率高，因此利用這一技術對緊急事件進行處理，必定能夠達到提高處理效率、改善處理效果的目的。將其應用到測繪工程的測量過程中，也能夠使測量效率得到保證。

2.2監測尺度大

想要使監測效果達到更好，僅僅保證其能夠監測到大范圍內的物體是遠遠不夠的，當前的無人機遙感技術已經能夠實現對小范圍的物體的監測。上述目標的實現使得無人機遙感技術的監測尺度得到了極大程度的擴大，反應到測繪工程的測量過程中，必定能夠使測量范圍的伸縮性以及可控性得到增強。除此之外，在無人機遙感技術下，目標地區的實際情況還能夠以三維的形式反映在相應器械當中，這對于直觀度的提高十分有利。

2.3信息處理速度快

在對目標區域進行監測的過程中，無人機遙感技術對目標區域各方面信息的處理速度十分快。較高的處理速度以及分辨力為信息采集效率的提高提供了保證，對于測繪工程而言具有極大的應用價值。

2.4與其他系統結合程度高

單一的遙感技術的應用很容易出現漏洞，對于無人機遙感技術而言同樣如此，為了保證遙感技術運用的有效性，將不同的遙感系統相結合能夠起到取長補短的效果，因此也就能夠解決不同系統存在的問題。無人機遙感技術與其他系統能夠實現充分的結合，其應用效果也就能夠得到更好的保證和更大的使用空間。

3、無人機遙感技術在測繪工程測量過程中的具體應用

鑒于無人機遙感技術的優勢，將其應用到測繪工程測量過程中，對于測量范圍的擴大、測量效率的提高以及準確度的保證均能夠起到重要的推動作用，對此，筆者主要針對這一技術在測繪工程測量工作中的具體應用手段進行了分析：

（1）在山高、起降條件差、云層低，應用常規航空攝影較為困難的地區，引進低空無人機航攝系統，一方面可快速、高效地獲取高精度航空影像，極大地提高測繪成果的現勢性，大幅度提高測繪應急保障服務能力：另一方面獲取的高精度影像經快速處理后可廣泛應用于城市規劃、城市變化監測、重大工程項目、應急救災、國土資源遙感監測、資源開發、農林監測與估產、新農村和小城鎮建設等方面，對促進我國城市建設和提升社會管理效率將發揮重要作用。“低空無人飛行器航測遙感系統”的發展和推廣對測繪行業發展十分重要，是解決測繪成果現勢性的迫切需要，是提高測繪應急服務保障能力的迫切需要，是構建數字中國、建設數字城市的迫切需求。“低空無人飛行器航測遙感系統”具有靈活機動，高效快速，精細準確，安全可靠，又省錢節約，應用廣泛的優勢，應用范圍廣、作用大，國家測繪局要給予大力支持，在全國各省測繪隊伍中進行全面推廣。同時，研發單位要加大研發力度、按需研發，建立起完善的無人機服務體系，解決運行維護、售后服務、技術培訓I、技術更新等問題，建立起完整的“低空無人飛行器航測遙感系統”。

（2）“無人飛艇低空航測系統”項目成功研制出適用于低空安全獲取高分辨率、高清晰度影像的“無人飛艇低空航測系統”技術產品，可滿足大比例尺測圖要求。研制成功具有自檢校、自穩定功能的組合特寬角低空數碼相機系統，利用特殊設計的像片重疊關系和檢校軟件，有效糾正因輕薄機械形變引起的誤差。創造性地提出了利用邊緣視場補償相機姿態角偏旋提高精度的方法，以替代三軸云臺，從而大大減輕了成像系統的整體重量，適應了無人飛行器低空航測的需要。同時，項目研發的map-at/cs軟件，整體自動化水平高，特別適合于處理無人飛行器低空航攝影像。

（3）“中測系列無人機測繪遙感系統”項目研制出的“垂直尾”、“倒桅尾”、“雙發”三種型號的無人機測繪遙感系統具有機動性強、適用性強、運行成本低的特點，是應急測繪、新農村建設測繪等應用所急需的新型測繪技術裝備。其研制的中測“雙發”型無人機測繪遙感系統實現了雪域高原歷史上首次無人機航測，開創了青藏高原地區的無人機測繪遙感技術應用先河。同時，創新性地在國內首次實現了無人機測繪遙感系統基于gps導航控制的定點曝光攝影以及飛控系統控制的自動旋偏修正技術，采用了經高精度幾何檢校標定的小型數字相機，航攝成果能滿足大比例尺測圖。通過鑒定的兩個項目的多款產品已在應急測繪、小城鎮新等國家重大工程進行了實際生產作業，取得了良好的效益。

4、進行無人機測繪中產生的問題

執行測繪測量和實施動態監測的無人機，雖然具有操作靈活、控制簡便的特點，但是飛行作業的時間往往較長，尤其是在執行大范圍遙感作業時，對無人機本身的續航能力提出了極高要求。除此之外，人們對于無人機探測功能的要求逐漸增多，例如在信息采集過程中，從原來的圖像拍攝向視頻錄制轉變等。為了實現這些新型功能，需要在無人機上搭載更多的設備，增加了污染源的飛行負荷。因此，如何盡可能的提高無人機續航能力，成為當前決定無人機遙感測繪測量的主要因素。

4.1無人機飛行姿態和傳感器的控制需提高

由于傳統的無人機受到一些技術要求的限制，是不能搭載一些精度比較高的傳感器。這對相關測量工作開展是有很大影響的，使用這種設備是不能獲取一些高精度的形象或者說不能達到大比尺地形的測量圖的繪制要求。所以說，對于新的測繪要求來說，需要研發相關的適合無人機搭載的一種傳感器。另外，在進行無人機的航拍測量工作時，如何對無人機進行操控以使得能夠按照預先設定的一些航電、重桑度進行測量，滿足相關的技術要求。

4.2起降以及抗風性能需提高

進行測繪的領域主要是在一些地形、自然環境比較惡劣的山地叢林地區，所以相關的無人機的起降性能應該比較好，對于很多需要進行滑降的大型無人機來講，如果現實環境是不能夠滿足起降條件的這樣勢必會導致對于無人機的損壞，甚至說找不到能夠支撐大型無人機起飛條件場地和地點；如果在進行測量時選擇一些小型的無人機，這樣就會對測量產生很多的不利因素，比如說小型無人機的飛行高度比較低，受風力的影響比較大等因素會對測量結果的準確性產生很大的影響。一般情況來看，提高無人機抗風性能的最佳途徑就是增加無人機的自身重量，如果進行無人機的設計時過多的追求無人機的重量就會導致現場的起降環境不能達標。而且，在進行相關的測量工作時，小型號的無人機所獲取的有關的遙感影像是沒有航拍坐標，這樣也極大的降低了影像的準確度，這樣就不得不采取人工補點的方式進行測量控制。

結語：

綜上，無人機遙感技術屬于當前一種新型的技術，這一技術不僅具有監測效率高的優勢，同時在監測的尺度方面也能夠得到保證。將其應用到測繪工程測量工作中，對于測量準確度的提高能夠起到較大的支撐性作用，對此，有關人員必須加以重視。