無人機遙感測繪在工程測繪領域的應用思考

康凱 北京世紀國源科技股份有限公司

無人機遙感測繪技術為工程測繪提供了新的發展方向，突破了傳統工程測繪技術的局限，保證了測繪的專業化、信息化和實時化水平。新時代的無人機遙感測繪還有較廣闊的發展空間，能夠在工程測繪領域發揮出較大的實用價值。還要進一步研究無人機遙感測繪的優勢，把握無人機遙感測繪的具體應用方向，把握無人機進行遙感測繪時的難點，更充分地發揮無人機遙感測繪價值。

一、無人機遙感測繪技術的發展情況

無人機遙感測繪技術改變了傳統的測繪工作方式，是測繪領域的重要技術創新，開創了我國工程測繪領域的全新時代。無人機遙感測繪技術主要以無人駕駛飛行器為載體，通常在無人機上安裝遙感傳感器用來進行國土資源測量，從而獲得更加準確的地理數據信息，并且能夠對遙感數據信息進行實時處理，提高地理測繪數據信息的應用效率。無人機遙感測繪具有較強的機動性，測繪作業速度快，是在全世界廣泛推廣的地理信息測繪方式。無人機遙感測繪在工程測繪領域發揮的作用是明顯的，相關的研究主要集中在保障無人機在各種地理環境下有效應用，實現無人機遙感測繪與其它測繪技術全面結合等方面。當前，無人機遙感測繪正在向著更精準、更靈活、更全面的方向發展。

二、無人機遙感測繪技術的主要優勢

（一）監測的范圍更廣

與傳統無人駕駛飛機相比，無人機遙感測繪技術更加穩定，受到的外界干擾因素更少，可以有效勝任在高空進行拍攝工作的需要，而且可以在一些惡劣的環境下進行遙感測繪作業。借助無人機可以用于一些特殊環境下或復雜區域的測量工作，包括了在沙漠、沼澤或其它隱蔽工程空間進行測繪，具有較強的測繪經濟性。無人機遙感測繪還可以在相對短的時間內完成較為復雜的測繪任務，能夠直接達到測繪工程地域，并且進一步擴大測繪工程的范圍。當前技術條件下，普通的無人機遙感測繪可以進行200-300km2的測繪作業。使用無人機進行工程測繪極大地提高了監控范圍，有助于獲得更加健全的數據信息，而且提供的圖像清晰度更高，有助于工程技術人員更全面了解監測范圍。

（二）保持較強宏觀性

使用無人機遙感測繪的監測范圍較大，測繪的宏觀性較強，能夠做到在飛行狀態下進行動態監控。首先，無人機遙感測繪的主要技術優勢是完成低空測繪任務。工程技術人員可以根據工程的需要設置測繪飛行實際高度，有助于對不同工程區域進行科學的監測。其次，高空監測可以獲得較大的監測范圍，同樣也能保證較高的監測精度。而且，為了保證高空監測質量，可以由多架無人機配合進行監測。無人機遙感測繪技術具有光譜分析能力，可以有效獲得較大范圍的數據信息，從而為復雜的大型工程項目提供更為詳實準確的數據信息。可以說無人機遙測繪整合了多種技術手段，具有一定的智能性特征，可以在測繪過程中自動作業，保持了測繪的靈活性，滿足了多樣測繪任務需求。

（三）系統兼容性較高

借助無人機遙感測繪的數據處理較快，可以與其它工程技術系統保持緊密的結合。首先，無人機安裝的測繪設備與軟件系統有較強的數據運算處理能力，可以實時傳輸經過處理的圖像信息，能夠獲得較為直接的地理圖像信息，無須工程技術人員進行更加復雜的圖像處理。其次，無人機遙感測繪具有較強的圖像分辨能力，這可以極快提高圖像精度，保證了地理測繪的最終質量。第三，單一的遙感測繪技術難免存在測繪漏洞，使用無人機進行遙感測繪可以與其它測繪方式得到的圖像數據進行相互印證，從而有效彌補其它測繪方式的漏洞，得到更為準確的測繪結果。無人機遙感測繪可以與其它系統優勢互補，實現了測繪作業的全面結合，從本質上最大限度的強化了工程測繪的質量。

三、無人機遙感測繪技術的實踐應用

（一）在工程測繪環境中的應用

傳統的航空拍攝技術很難適應較差的天氣環境，不能在復雜環境下完成測繪任務，不能有效應對復雜多變的工程測繪需要。無人機遙感測繪技術主要使用的是垂翼無人機，這種飛行器的穩定性更強，適應環境能力更高，可以在復雜的高空、低空或氣象條件下作業。而且無人機的體型較小，并且不會受到起降條件的限制，可以更加輕松的展開低空飛行，因此更加受到工程測繪技術人員的青睞。目前，無人機遙感測繪主要用于工程環境分析，滿足工程技術人員對精準工程環境信息的需要。通過無人機遙感測繪可以獲得工程所需的各種影像資料。例如，在進行燃氣管道干線的線路圖繪制時可以采用無人機對管線敷設沿線環境進行測繪，測繪前先進行測繪打點，通過無人機可以保證打點的精準性，有效在測繪區四周標記出關鍵點位，保證各控制點相鄰區域影像得到清晰繪制，從而達到全方位獲得影像信息和保證測繪質量效果。

（二）在大比例尺測圖中的應用

無人機遙感測用于大比例尺測圖的優勢是無人機遙感測繪具有較強的自動校驗功能，通過無人機配備的特寬角低空數據能夠完成大比例尺圖像的測繪需要。運用無人機遙感測繪還可以解決繪制大比例圖時因機械變形造成的誤差問題，能夠利用先進的軟件進行數據校驗，從而保證了大比例圖的精確性和實用性。而且無人機遙感測繪技術還創造性地利用邊緣現場補償相機提高測繪的精度，這種技術手段可以有效替代三軸云臺，從而進一步減輕了成像系統的重量，適應了低空航測的需要，保持了低空航測的整體有效性和安全性。應用低空測繪技術應當嚴格把握技術要點，實現自動化操作，基于無人機配置的數據處理軟件提高測繪質量，達到提高影像數據的分析度和清晰度效果。

（三）表現出特殊環境的實用性

無人機遙感測繪技術表現了其它測繪方式無法比肩的優勢，具有復雜環境下的測繪實用價值。隨著我國無人機遙感測繪項目的不斷推進，越來越多的新型無人機被研制出來，無人機在遙感測繪中表現了較強的機動性，而且運行的成本相對較低，可以滿足應急測繪新農村建設、基礎工程建設方面的超高實用價值。例如，雙發型無人機可以有效滿足在海拔較高的高原地區工程測繪的需要，基于GPS導航定位在國內實現了高海拔的無人測繪。無人機遙感測繪更多的應用于應急測繪，尤其在中小比例尺和地質災害測量工作當中，這為一些應急保障工程的建設奠定了良好基礎。無人機遙感測繪還用于智慧城市建設當中，通過無人機遙感測繪可以有效滿足城市規劃設計的實際需要，借助DOM、DSM、DEM影像數據轉換和立體眼鏡使用，提高了工程影像的識別能力，甚至可以測量電線桿高度。水利工程調研、地質環境調查和水工環地質信息都使用到了無人機遙感測繪。未來無人機遙感測繪廣度會不斷增加。

（四）測繪系統應用價值更完善

無人機遙感測繪技術系統更加完善，在發展過程中逐漸地產生了較為成熟的軟件系統。例如，低空無人飛機航測遙感系統的誕生從根本上解決了無人機遙感測繪實用性不高的問題，從而推動我國無人機遙感測繪技術在全球取得領先地位。再例如，我國無人機遙感繪測繪實現了內業與外業的緊密銜接，可以由外業進行定性，由內業進行精準定位，利用航數字影像立體模型提高內業編輯圖像的質量，從而提供更加精準的測繪工程信息，生產了更加精準的圖像文件。隨著我國無人機技術的快速發展，無人機遙感測繪軟件快速發展，相關的標準不斷完善，專門用于各類工程項目的無人機遙感測繪系統將被開發出來，這樣可以從各個環節對無人機遙感測繪進行根本性的強化和完善。

四、無人機遙感測繪技術的應用控制

（一）做好航線規劃

為了保證無人機遙感測繪的實用性，降低無人機遙感測繪誤差，還要在遙感測繪前進行航線規劃。對測繪作業進行全面了解，對無人機的數字測量系統、空中三角測量系統、遙感信息處理系統等進行全面調試，根據測繪航線進行適當調整，從而保證測繪任務順利完成。例如，根據測繪任務需要確定測繪走各，判斷是否有威脅無人機安全的因素，還要對測繪的地區進行合理劃分，控制好測繪高程，從而有效發揮測繪系統的作用，減少因飛行對測繪造成的影響。

（二）控制拍攝質量

無人機遙感測繪的關鍵是保證測繪圖像質量。因此要在測繪過程中進行隨時檢查，及時發現問題和分析問題原因，并對飛行路線和拍攝的角度進行全面的調整，從而保證測繪拍攝質量符合測繪的要點。在拍攝過程還要重點檢查無人機的飛行質量，如果航攝質量不達標需要對已拍攝地區進行重新的拍攝。拍攝過程中還要注意調整拍攝的角度、圖像的重疊度等，也要判斷這些具體指標是否符合標準要求。例如，在拍攝過程中存在大面積反光或錯誤等問題，需要進一步調整分辨率和清晰度，以及進行色調與層次控制，有效減少外部干擾。

（三）測圖質量控制

測圖質量控制的前提是進行模型創建，保證低空無人機遙感測繪能夠支持模型的構建。在模型的構建過程中需要完成影像列表、連接點布局與提取等工作。模型建立后還要與實際測繪圖進行匹配并生成核線影像。除了進行飛航拍攝以外，模型的建立與運算也會對測繪的精度產生影響。因此無人機遙感測繪與數字化技術應當充分整合，在大部分運算由測繪系統自動完成的基礎上，需要測繪人員充分地熟悉軟件的運行流程，合理計算各種參數信息，這樣才能保證最終的測繪質量。還要在測繪過程中按照相關的技術規范進行測繪分析，做好測圖質量的控制工作。例如，對立體測量圖的控制需要判斷地形要素選取表征是否合理，確定地形要素空間坐標是否準確，以及嚴格把控相鄰模型間的三維邊精度，確保相關地理信息的屬性準確，從而提升測繪產品的質量。

五、結論

本文結合我國無人機遙感測繪的現狀總結了無人機遙感測繪的主要技術優勢，根據相關理論進行了技術分析，指出了無人機遙感測繪的應用點，提出了無機人遙感測繪改進與完善的要點，為保證無人機遙感測繪的安全和高質量運行奠定基礎。未來還要進一步優化相關技術，提高無人機遙感測繪創新性。