無人機遙感測繪在工程測繪領域的應用思考

文／劉麗 山東東方道邇數字數據技術有限公司 山東濟南 250000

引言：

無人機遙感技術是通過無人機與遙控感應等技術相結合，在工作中可自動、智能地探測資源并進行數據的收集與存儲，對相應地理空間進行專業分析的技術。目前，無人機遙感技術是各個國家爭相發展的一項高科技技術，不斷朝著各個方向及領域發展。新時期，無人機已為國土資源、環境監測等多個方向提供幫助，其測量結果準確性較高，具有實際意義[1]。無人機類型較多，如多旋翼式無人機、固定翼式無人機等，不同的無人機擁有不同特點，適合于不同的領域。如：多旋翼式無人機可完成高難度的懸停并保持懸停狀態；固定翼式無人機動力為電能，聲音小，隱蔽性好。選擇合適的無人機，可提高工作效率，減少工作成本。遙感技術結合了不同類型的相機與成像儀，以雷達、電磁波探測儀等設備為主，具有收集信息圖像、數據存儲傳輸等功能，將無人機與其結合，可探測更多地形區域。在工程項目實際建設過程中，通常離不開測繪作業開展提供的支持，只有先通過測繪把握工程信息，才能提高工程建設的質量水平。而相較于傳統測繪技術，無人機遙感測繪本身有著很多競爭優勢，因此加強對該測繪技術在工程測繪領域的應用思考，能夠促使其發揮更大作用價值，推動工程建設實現更好地發展。

1、無人機遙感測繪技術的應用優勢

當前，無人機遙感測繪技術進入新的發展時期，不斷打破傳統限制，在測繪行業中得到廣泛運用，充分展現出該技術的實際作用，促使測繪工作效率得到大幅提升，確保測繪質量達到規定標準，對工程開展具有較大意義。并且，無人機遙感測繪技術在應用過程中具有較大優勢。其一，信息處理速度較快。在區域監測過程中，經常會存在目標監測難度相對較大的區域，具體目標不夠明確，導致測繪準確性相對較低。由此無人機遙感技術則可快速針對測繪難度較大的區域進行有效監測，能夠快速處理該區域的測繪信息，該技術的分辨率相對較高。在拍攝過程中整體較為清晰，有助于工作人員對相關區域進行全面監測，充分展現出測繪技術的實際價值[2]。其二，監測范圍相對較廣。在我國技術的研發下，無人機遙感技術也得到有效升級，能夠對大范圍內的物體進行全面監測，并獲取最新的數據信息，為工作人員開展工作提供較大幫助。并且，該技術還可對范圍較小的物體進行監測，充分控制監測尺度，可有效達到良好的測繪結果。并在該技術的使用下能夠真實反映出監測區域的實際情況，促使相關人員可直觀了解具體的地理信息，掌握工程具體狀況。其三，監測效率高。在無人機遙感技術的應用過程中，可有效提高測繪效率。當出現異常，該技術能夠在最短時間提出合理解決方案，節省大量時間，避免相關單位產生較大的損失。并且，該技術應用時的測量精度相對較高，有助于為工作人員提供準確數據，充分展現出該技術的發展前景，推動我國測繪工作的有序開展[3]。

2、無人機遙感測繪技術的應用要點分析

2.1 系統構成

目前，無人機遙感技術逐漸成為人們研究的重點內容，不斷對其進行深入探究，挖掘其實際功能，逐漸增加其應用性能，為測繪工作開展打下良好基礎。在無人機遙感系統中，其組成部分相對較多，如：飛行平臺、控制系統、監控系統、設備等。不同部分均有著相應作用，對無人機遙感系統的形式起到支持作用。其中，在無人機飛行平臺中，通常用于搭建傳感器等設備，其類型相對較多，如，固定翼、無人機、多旋翼無人機等。在各類無人機中均有著具體參數，在工程測繪過程中，工作人員可根據實際需求，選擇相適宜的無人機。在控制系統，能夠有效對無人機進行全面控制，促使飛行平臺得到正常飛行，有利于確保數據采集的準確性。同時，在監控系統中，工作人員能夠通過該系統了解無人機具體飛行狀態，并對無人機自動駕駛進行合理控制，其功能也相對較多。在監控系統的運行下，能夠向中心系統發送相關數據，并接收控制指令，對無人機飛行參數進行有效儲存，從而可有效將無人機飛行狀態進行顯示，促使工作人員了解無人機的電源等各類情況。另外，在任務設備中，其包含裝置相對較多，可有效獲取相應的遙感影像。在相機的應用過程中，需對其進行合理設置，能夠對指定區域進行測繪，并收集相應的數據信息。在數據傳輸過程中，要求傳輸距離在10km以上，從而確保測繪工作的正常進行[4]。

2.2 技術要點

在無人機遙感測繪技術的應用過程中，存在較多的技術要點，要求工作人員對各項要點內容進行充分掌握，有助于工作人員更好地開展測繪工作，提高工作質量，確保測繪精度。首先，在測繪過程中，技術人員需對測繪區域進行全面了解，掌握基本情況，并對相關區域做好調研，強化區域分析，有助于明確具體的測繪目標，對區域情況更加熟知。隨后工作人員根據調查分析情況，制定完整的測繪方案，并對測繪時間進行合理安排。在開展測繪作業前，技術人員需申請許可證，在通過審核后方可開展測繪工作。其次，在遙感測繪過程中，還應當對飛行航線進行有效設計，根據具體的任務要求以及測繪區域的整體情況。在各類影響因素下，設計最優飛行路線。在航線設計過程中，需對測繪目標進行定位。并通過對無人機控制使其爬升到相應高度，并對其進行遠程操控。在回收點設計時，需確保應急點在3個以上，有助于無人機的安全落地。最后，在實際飛行過程中，通常將飛行時間設置在中午12:00左右，在陽光充足的條件下，能夠保證相機拍攝更加清晰，像素質量相對較好。并且，在遙感影像處理過程中，通過獲取各類信息對其展開深入處理，并將其形成DEM、DSM等產品，充分展現出良好的測繪成果。

3、無人機遙感測繪在工程測繪領域的應用策略

3.1 重視基本概況

在工程測繪過程中，無人機遙感測繪技術具有重要作用，可有效為測繪工作的開展提供較大幫助，促使工程測繪工作的有效完成，以達到良好的測繪效果，提高整體的測繪效率。在實際應用過程中，要求技術人員對工程測繪整體情況進行合理分析，明確具體的測繪范圍，并對區域環境進行詳細調查，掌握實際情況，從而制定科學的測繪計劃，發揮無人機遙感技術優勢，推動測繪工作的有序開展。例如，以某項公路工程測繪為例，在該測繪工作中，不斷加強對無人機遙感技術的應用，為公路選線提供準確的參考依據。在該測繪中，比例尺為1:1000，測繪區域在郊區范圍內，居民人數相對較少，整體較為簡單，大面積的植被覆蓋，無人機飛行空間較為廣闊，天氣狀況也較為良好。并且，在該測繪區域內設有變電站，則會對無人機造成相應干擾，影響其獲取相應數據，容易導致測繪工作出現相應的偏差。由此技術人員需對無人機遙感拍攝進行適當調整，確保得到良好的拍攝效果。在實際拍攝過程中分為主路以及輔路，在主路中其拍攝范圍在300m左右，輔路范圍在200m左右。并呈現帶狀分布，長度大約在20km以上，從而可充分展現出良好的拍攝成果，提高工程測繪質量，不斷體現出無人機遙感技術的應用價值，增強對該技術的使用效率[5]。

3.2 強化測繪設備工作

在無人機遙感測繪技術的實施過程中，相關單位應當積極引進先進設備，加強對各類設備的有效應用，可有效達到良好的測繪效果，確保工程測繪的高效開展。通常情況下，在該技術的應用過程中，經常采用IRSA-II無人機，并配備NikonD800單反相機，充分利用二沖程發動機，可充分促使無人機進行順利飛行。同時，在無人機的選用過程中，技術人員應當對其參數進行全面掌握，確保其各項參數符合工程測繪工作的實際標準。在無人機應用過程中，其機長大約在1.8m左右，機高為0.5m左右，翼展長度在2.6m左右，機翼面積為0.9m2。其起飛重量為14kg，無人機螺旋槳直徑在0.6m左右。在飛行過程中，空速最大值可達140km/h左右，飛行高度最大值則在4000m左右，返航時空速為100km/h，爬升速度為5m/s。從而通過對無人機各項參數的合理設計，有效發揮其實際作用，高效完成測繪工作。并且，在相機設備的應用過程中，也需設置相應參數，確保相機在拍攝過程中，能夠滿足測繪要求，符合無人機遙感技術實施的主要標準，以彰顯出該技術的總體優勢，對工程測繪工作的開展具有較大益處。一般情況下，在無人機遙感技術應用下，需確保相機的鏡頭焦距在35mm左右，分辨率為7360＊4912，像素為3677萬，外形尺寸在146＊123＊81.5左右，相機重量還需在900g左右。由此在該相機的使用下，能夠清晰拍攝出工程測繪區域的實際情況，便于工作人員根據測繪信息了解工程狀況，針對出現的異常情況可及時做出相應調整，完善工程施工方案，確保工程建設的順利開展[6]。

3.3 測繪作業技術人員

在實際測繪過程中，應充分明確工程測繪工作的各個環節，對各項測繪內容進行不斷完善，確保測繪工作的合理性。其中，在航線設計過程中，可根據具體道路方向以及線路明確具體的飛行路線，并在測繪區域周圍選擇良好的起降場地，保證該區域具有完備的起降條件，有助于無人機的正常飛行。在航拍后，工作人員需對拍攝影像進行檢查，確保其質量在規定范圍內，能夠為相關人員提供準確參考。若影像質量未能達到規定標準，則會使用無人機進行補拍，以充分達到良好的拍攝效果。在無人機拍攝過程中，其相對高度為700m左右，航向重疊為73%，重疊范圍在70%～75%之間，測繪區域的成圖面積為14km2。同時，在航拍測量過程中，通常在無人機起飛到200m高度時，切換駕駛模式，并適當增加飛行次數，可有效確保無人機獲取精確數據，并取得良好的航攝結果。在實際航攝過程中，要求工作人員對具體情況進行詳細記錄，有助于后期工作人員對其展開深入分析，確保工程項目的高效開展。并且，在像控測量過程中，技術人員需明確具體的像控點，并對其進行合理設置，促使其位置更加準確。在總體設置過程中，需設置大約6條基線左右，像控點可在77個左右，從而能夠得到精確的測量數據。在實際拍攝過程中，工作人員還需做好相應的檢查工作，確保影像的清晰程度達到規定的要求，并對色差進行合理調節，確保分辨率在0.1m左右，充分滿足測繪工作的整體需求，提高工程測量精度，促使其工程測繪達到較高水平[7]。

3.4 強化數據處理

在無人機遙感測繪技術的運用過程中，工作人員還需對數據信息進行充分處理，明確具體的處理流程，有助于快速完成測繪工作，提高測繪質量，實現工程測繪的主要目標。由此工作人員應當加強對數據信息處理工作的重視，應用相關技術，積極完善信息處理內容，推動工程項目的高效開展。在數據信息處理過程中，相關單位應當引進全新設備，加強對相關設備的應用，構建數據處理平臺，并運用加密軟件對數據信息形成良好的保護，還需利用編輯軟件以及計算機設備，可有效增強數據信息的處理效率，保證數據信息的質量。同時，在處理過程中，工作人員應當按照規定流程完成信息處理工作，將數字航空影像投入到自動測量中，對其進行有效定向，并自動生成相應影像，利用自動匹配對圖像曲線進行編輯，生成等高線等數據。通過對獲取信息的處理，促使圖像內容更加完善，便于工作人員直觀了解工程概況，有助于對工程項目做出合理分析，以確保工程項目質量達到規定要求。此外，在數據處理過程中，工作人員還需利用相關軟件對數據進行解算，運用處理系統對數據信息進行全面整理，不斷將數據信息進行整合，促使工作人員加強對各項數據資源的充分應用，提高數據處理質量，并在該項工作中，要求工作人員嚴格按照相關流程開展處理工作，確保測繪工作的完整性以及合理性，提高數據信息的利用效率，為工程測繪工作提供充分保障[8]。

3.5 測繪工程中無人機遙感技術優化

無人機遙感技術在對測繪工程應用中雖具有一定作用與意義，但隨著大環境發展，無人機遙感技術也應跟隨社會進步逐漸升級，優化其性能，主要措施有：

首先優化網絡傳輸功能。從技術應用效果與測繪質量出發，提升網絡傳輸質量，在使用無人機遙感技術時，若想優化其網絡傳輸質量，相關測繪人員需應用專業技術優化無人機的信號接收裝置，合理調整無人機技術的應用，保證無人機在一般氣候環境下均可實施有效的測繪；此外，在對無人機的信號裝置進行安裝過程中，應根據區域情況與性質進行合理設計，盡量以高點位為首選位置，設置信號接收裝置，提升信號傳輸質量，從而增加測繪工作效率，提升無人機使用效果。其次提升工作人員專業能力。如今在各個工程領域中，無人機的應用得到了較多專業人員的認可，使用頻率不斷增加。無人機應用雖較為便捷，但操作人員仍需具備相應的無人機操作、維護等技術能力，才能進行更精確、科學地測繪。然而，如今無人機的廣泛使用，致使很多操作人員未經過專業的培訓，導致無人機影響拍攝、圖像不夠清晰等現象。因此，相關部門與企業應培養專業的無人機工作人員，為數據傳輸的準確性與有效性做好保障。無人機工作人員培訓過程中，需提升其綜合素質與技能操作水平，在部門內部開展定期培訓工作，提高工作人員對無人機設備操控的熟練性與技能性，同時對工作人員進行模擬考核，保證工作人員具有一定的操作能力，使其現場協調配合更佳。再次落實無人機零件維護工作。測繪工程測量中，無人機遙感技術的硬件主要依賴無人機中的各種設備，設備的正常運行即可正常工作，如在無人機運行中，無人機、智能終端及信號接收器的基本性能決定著測繪質量，一旦三者之一出現問題，將會對測繪過程產生影響，使結果出現偏差。第一，對無人機的維護主要為無人機的葉輪，保證葉輪無誤并做好清潔，檢查固定裝置是否損壞；第二，檢查信號接收裝置，通過信號強度測試、傳輸通暢性測試及維護等多種方式實現；第三，維護好智能終端，通過處理軟件中的冗余文件、存儲卡升級、GPU升級等方式進行硬件維護，保證無人機遙感技術的工作性能，確保工作質量。

結語：

在我國城市化進程的快速發展下，人們的生活質量得到有效提升，促使城市建設項目逐漸增多，并對各項工程質量提出更高要求，有助于提高工程安全，滿足工程建設要求。由此工程測繪可有效對工程質量起到良好的保障作用，在工程測繪中，無人機遙感測繪技術應用較為廣泛。通過對該技術的應用，能夠快速收集數據信息，并做出科學分析，充分提高測量精準性，為工程建設發展奠定堅實基礎。