無人機遙感技術在測繪工程測量中的應用分析

宋兵

（安徽省合肥市測繪設計研究院，安徽 合肥 230061）

引言

由于工程測量實際過程中需要考慮的要求很多，工程測量應在充分落實所有要求的情況下進行，避免外界因素的干擾，進一步提高工程測量效果和最終結果的準確性。同時還應針對工程測量展開研究，強化攝影測量和遙感技術在工程測量中的應用力度，并在工程測量過程中做好相關數據信息收集工作，繼而為繪制完整詳細的工程項目圖紙提供有效參考依據。

一、簡述無人機遙感技術綜述

無人機遙感是指利用無人機搭載的遙感傳感器，結合遙測遙控技術、邊緣計算機技術、無線通信技術、GPS 定位技術和GIS 地理信息技術，在獲取工程圖像數據的基礎上，同步傳輸圖像，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動化、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。

二、無人機在工程測量中應用的特點分析

（一）高效性特點

在過去的工程測量工作中，人力測量是最重要的測量方法。但是由于地形等因素的影響，不僅測量時間較長，而且測量效率很低。無人機應用于工程測量，就可以在不受地形條件限制的情況下開展測量工作，不僅測量方式更加靈活、自由，測量時間也明顯縮短，測量效率有了大幅度的提升。

（二）直觀性特點

無人機在工程測量中的應用，不僅可以從整體上保證工程測量的質量，還可以提高近景拍攝過程中測量效果的直觀性。即便是測量區域的地形地貌相對復雜，拍攝出來的圖像也具有較高的清晰度。與此同時，無人機還可以根據要求展開更為細致的測量，并將測量結果傳輸至地面的工作人員。

（三）機動性與靈活性特點

無人機在工程測量中的應用顯示出很強的機動性和靈活性。首先，無人機低空拍攝過程中，整個拍攝過程不易受到外界氣候條件的影響，可以靈活升降。其次，無人機的操作方式比較簡單，且可以在較短的時間內獲取測量數據。工作人員也可以在最短的時間完成工作任務，對所獲數據進行保存、處理、分析以及傳輸。

三、我國無人機測繪技術的現狀分析

從很早的時候，很多國家就開始研究無人機測繪技術。我國在這一領域起步較晚，與發達國家相比還有較大差距。然而，在研究中，中國取得的成就不容小覷，尤其是近年來，國外很多國家都看中了我國的無人機測繪技術，這足以說明我國科學技術發展非常快。無人機測繪技術進步的同時我國數字化成圖技術也取得了很大突破。對于傳統的測量技術來說，新型的數字化測繪技術降低了企業的成本，增強了測量的精準度、科學性和安全性，對工程的數據有了一個更加精確的測量，對建筑施工的安全性和穩定性有一個較好的保證，有利于提高企業的抗風險能力。在實際測量中將無人機測繪技術和數字化成圖技術進行很好的融合，會成為一個新的發展領域，它不僅能完成區域測繪還能實現數字化成圖，在實際生產中這種技術的使用范圍正在不斷擴大，在我國很多空中作業中都能看到它們的身影，比如搶險救災、煤礦勘察以及遠景拍攝等。數字化測控技術使得企業逐漸融入到新時代數字化的浪潮中。工程在引入數字化測繪技術之后整個行業內部的發展的前景有了一個很好的改觀，實現了工作的高效率、低耗時、高精度。但是由于我國無人機測繪技術研究時間較短，所以也有諸多不足，其主要表現在飛行方面和通訊方面。在飛行方面，由于自身體積較輕，而且空中風力較大，這樣就很容易出現飛行不穩定情況，從而影響了測繪效果，所以這就要求我國無人機研究團隊在科研中，對無人機的外形進行科學設計，能夠減輕風力的阻礙;在通訊上，因為無人機要對區域空間進行勘察分析，還需要將數據進行傳輸，在這一過程中就需要通訊技術的支持，所以通訊質量的高低對無人機測繪的精準度有著很大的影響。

四、無人機測繪技術在工程測繪中的具體應用

（一）數據采集的應用

用數據采集在工程測繪中非常重要，是工程決策的基礎。在工程測繪中使用無人機測繪技術可以實現數據的精確采集。首先，工作人員需要在電腦中規劃無人機的路線，再選擇合適的飛行環境將無人機進行起飛，然后無人機就會按照預定的航線進行飛行，這時工作人員只需要注意無人機的安全以及測繪的區域，這樣就能夠順利地完成工程測繪工作。無人機在工作過程中借助定位系統就能實現精準定位并形成對應的坐標系統，從而在區域內進行工作。在獲得首次資料后，要進行二次檢測，對收集的數據進行檢查和完善，從而提高數據的準確性，讓無人機收集的數據更加全面，這樣能夠提高數據收集的準確性和效率。

（二）數據獲取方面的運用

一般在工程測繪中，由于測量主體的不同，數據采集方式會有一定的差異，比如人工采集和自動加密。其中，人工采集主要是利用計算機的遠程控制技術實現的。相關工作人員根據相關的采集需求在基站內操作無人機，通過無人機進行選擇，從而獲得工程需要的相關數據信息。無人機內部控制系統具有預先設置的自我保護機制，在獲取到相關數據信息之后，為了確保信息的安全性，自我保護機制對無人機內部控制系統主動存儲的數據進行加密。相關工作人員需要獲取訪問權限后才能獲取到無人機內部的測量信息。如：針對上述礦區，當地測繪機構建立CORS 網，在充分考慮工程實際情況的基礎上選擇1985 國家高程基準、快眼II 型無人機對數據進行獲取和修正后，在無人機上配置像素較高的佳能EOS 5DS 數碼相機，運用無人機遙感技術可以完成測繪信息正射影像數據的切割工作。由此可見，在數據采集方面，無人機遙感技術在充分考慮工程實際情況的基礎上利用運用測量技術、攝影技術、遙感技術等先進技術進行測量，不但能夠獲取完整的數據影像，還能優化區域網中的相關信息，切實保證測繪信息的合理性和準確性，進而輸出標準化的數據格式。

（三）在低空作業、特殊目標獲取方面的運用

目前，無人機遙感廣泛應用于測繪工程，尤其是低空作業。航拍自動化的發展更加完善，配套的數據處理軟件不僅可以提高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。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，能最大程度地避免獲取到的數據由于機械變形造成的誤差。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。

（四）繪制影像地圖的應用

攝影測量和遙感技術在工程測量中的應用，既能保證工程測量的連續性和最終成果的準確性，又能在合理信息的支持下形成完整的影像圖，可以加強影像圖在工程測量中的作用，有效控制工程測量出現問題，滿足工程項目規劃建設要求。當然應用攝影測量技術和遙感技術可以對原有影像地圖中不合理的地方進行糾偏處理，這就可以消除工程項目影像地圖的投影差，保證影像地圖中數據信息與工程項目真實狀況之間的一致性。而且在攝影測量技術和遙感技術支持下還能為影像地圖制作提供準確信息，繼而發揮等高線和坐標格網等基礎信息在工程測量以及建設方案規劃中的作用效果。提升工程測量人員和工程項目規劃設計人員對相應影像地圖的掌握力度，發揮影像地圖以及相關技術實用價值，進一步推進工程測量順利開展。

（五）數字模型的應用

在工程測量中創建詳細的數字模型，可以對工程的三維坐標和相關數據進行虛擬處理，在虛擬狀態下進行工程測量和施工方案規劃，以滿足工程的整體施工要求，并將工程測量在工程項目實際建設中的作用效果展現出來。一般來說，對工程項目創建數字模型時，應利用攝影測量技術和遙感技術對工程項目整體規模和所在區域進行有效測量，保證最終測量結果的準確性和全面性，之后按照測量數據以及工程項目建設要求構建完善的數字模型，使得施工人員對工程項目周邊環境和空間形態等方面有了清楚的了解。此外，應用攝影測量和遙感技術進行工程測量還能對原有設計方案進行優化調整，避免工程項目建設過程中因基礎方案不合理而出現問題 。逐步提升工程項目設計方案的科學性和全面性，保證工程測量以及相關結果的作用，這對于推進相應工程穩步建設有著無可替代的作用。

（六）空中三角測量技術的應用

開展測繪工作前，應分析測繪工作要點和關鍵點，完成目標區域內的數據采集。并做好空域方面的協調，利用測量工具設備針對現場環境進行全面勘察，從而設計好無人機的飛行航線，從而完成空中三角測量工作。因此在使用空中三角測量技術時，需要合理使用空中加密測量技術，以此來保證測量工作的高效性。通過使用空中加密測量技術，能夠針對特定區域完成加密設計，同時也可以借助控制、管理等方法來提升攝像上的專一性。在這一環節中增加加密距離，能夠實現對特殊地形上的有效處理，保證高度偏差等方面的合理性，最大限度減少工作中的問題。對于一些比較平坦的區域來講，需要及時進行空中三角加密處理，利用添加數量控制等方法針對邊緣位置等進行規劃與分析。其次，應當運用這一技術找準加密點。只有做好前期準備工作，才能保證后續工作的及時開展，所以在使用這一技術時，就需要從焦距、像素等方面出發，找出存在的問題，利用像素數據做好調整與處理工作，及時針對后期數據等進行全面分析，從而調整工作計劃。

結束語

總的來說，無人機測繪技術極大地促進了企業的工程測繪工作，給工程測繪工作帶來了很多便利，值得企業推廣。數字測繪技術逐漸實現了工程測量的信息化、數字化和智能化，數字化成圖技術憑借著自身的優勢在各個領域發揮了重要的作用，成為新時代測繪事業發展不可逆轉的趨勢，對工程的數據有了一個更加精確的測量，對建筑施工的安全性和穩定性有一個較好的保證。雖然我國在無人機測繪中取得了很多成就，但是還需要國家和企業在技術上投入更多的精力去進行研究，從而促進我國的科學技術進步，為我國無人機測繪工作提供更多的便利條件，促進測繪事業的發展，讓我國領先世界前列。