无人机遥感技术在茶乡工程地形测绘中的实践开发

张新盈

（1.河南水利与环境职业学院，河南郑州 450008；2.河南理工大学，河南焦作 454000）

1 无人机遥感技术概述

1.1 测量系统组成

无人机遥感技术主要用于对地形进行监测、绘制，因此，其测量系统是无人机技术中的重点。无人机的测量系统主要由硬件系统和软件系统两个部分组成。一方面，无人机的硬件系统的主要技术支撑，包括无人机的荷载监控系统以及无人机空中飞行系统。硬件系统稳定了无人机遥感技术的测量数据，并通过实时监控改进测量方案。另一方面，无人机的软件系统主要以无人机航空的影响结果进行处理分析、对无人机的飞行航线精确设计、以及在计算机后台对无人机监测数据进行存储管理为主。除此之外，无人机的测量系统要以摄影“交叉点”为走向，即通过摄影的光束交点确定陆地上的地面点位置后，精确投影，从而确定外方位元素。其软件系统在对三个线元素和三个角元素进行精准定位后，开启测量系统的测量方案。

1.2 现代技术融合

无人机遥感技术是无人机技术与遥感技术的结合，在其实践应用于茶乡工程地形测绘时，还需再与其他技术进行结合发展，才能够系统化、精确化的完成整套工程。首先，无人机与遥感的传感器技术及遥控技术结合，能够让工程测绘人员更好对机器进行智能化操控，方便无人机的空中作业。其次，无人机遥感技术与GPS定位技术结合，并通过AR全息定位投影技术，充分掌握测绘的路线，方便对茶乡进行整体规划。最后，在后台计算机网络系统的智能化构建下，无人机遥感技术结合计算机图像处理技术、数据库技术，不仅能够快速通过联网获得无人机遥感技术观测下的茶乡基础信息，还能够将数据云存储，提高茶乡工程测绘的效率。综上，无人机遥感技术并非是单一的在茶乡工程测绘中起决定作用，它作为关键技术，要依托其他现代高科技手段，共同对茶乡工程进行勘测、决策和测绘改进。

1.3 乡土测绘应用

一方面，无人机遥感技术的操作简便，在获取影像资源的过程中具有重复周期短、成本低等特点，因此，多用于乡土测绘方面。在其投入茶乡乡土测绘应用之前，就已经在矿区整合、土地复垦、乡土资源规划测绘等方面有所应用。无人机遥感技术在乡土测绘中的应用是现代数字化应用的开端，因此，其应用的方式和技术模式还处在不断的探索、完善阶段。对于茶乡测绘内茶田与房屋、工作室的朝向、防火间距等，还没有考虑全面。另一方面，相较于以往的人工测绘活动，无人机遥感技术的乡土测绘，更加具有安全性。不仅能够保证人员的安全性，还能够保证测绘设计结果及施工质量的安全性。基于此，研究无人机遥感技术在茶乡工程测绘中的实践开发，具有重要的工程价值，其研究结果可以为今后其他农产品地形开发提供良好的借鉴和参考。

2 茶乡地形测绘分析

2.1 区域环境影响

在对某地茶乡山区进行工程测绘之前，我们首先要对此地的外部环境进行考察。区域的外部环境不仅包括气候、土壤质量等测绘重点因素，还包括区域河流流向、水质、动植物生态环境等潜在影响因素。茶叶的种植对河流水质的要求极高，以河流这一潜在因素为例，无人机遥感技术在测绘前，便可以通过卫星连接和高空摄影测量来监测当地的生态环境。通过多传感器重叠搭载来获取三维角度的空间信息；通过激光测量技术和矩形理论，来把握河流的弯道侵蚀程度，从而判断河流的大体流向和季节性变化；通过光热红外数据和遥感技术下的气体探测，来把握当地的空气质量和河流生态环境。综上，仅仅河流这一潜在影响因素，便可通过无人机遥感技术得到精确数据。由此可见，无人机遥感技术对茶乡工程地形进行测绘开发，实现了高度的精密化和安全性。

2.2 网点布设分析

无人机的网点布设即摄像控制点的布置，是测绘地形、精密制图的数据依托。目前，在对无人机的网点进行布控时，会依据“区域网”的分划原则，将每个区域的航线控制在六条左右。在此背景下，每个航线便有十二个左右的基础线，这样一来，每个区域的网点便都控制在八十个左右。以此类推，航线数越多，基础线和像控点便以排列组合的形式增加。在区域网的控点布置时，由于地形多凹凸不平，因此，多以平高点为主，有时根据地形，会在部分位置增加高程点。在上述基础布设原理下，根据部分茶乡地区的特殊地形，还会进行网点布控的特殊处理，例如三角点联测、导线点设置等等。

2.3 精度问题解决

通过对无人机遥感技术的测绘结果分析可知，现代无人机遥感技术的测绘精度很高。但随着人们对测绘的要求加大，遥感技术的精度要求也在不断的提高。为了使测绘结果更加的精确，人工操控的无人机遥感技术，开始逐渐转型为智能自动化的无人机技术。但鉴于AI技术正处于发展阶段，因此目前的无人机精度测量多以半自动化的控制系统为主。即人工遥控为主要操控手段，智能操控为辅助性操控手段。当人工操纵偏离航线时，计算机智能化自动识别给予警告和纠正。在人工较忙时，也可以短时间交由智能机器自动调控。无人机的智能化和半自动化，解决了测绘前摄影精度的控制问题；如若要想在测绘过程中更加的精细化，必须要以智能数字建模技术融入到人工网络测绘中。

3 技术支持下开发路径

3.1 茶田遥感监测

在无人机遥感技术深入应用到茶乡地形测绘时，其遥感监测不仅要应用在茶乡工程的前期设计，还要贯穿茶乡地形测绘后的一系列工程建设，才能保证茶乡工程的整体安全性。通过茶乡的高密度区域网点布控，能够准确把握到茶乡工程的每个地理环境和施工环节。通过卫星连接技术和红外扫描技术，无人机能够对茶乡工程中的土地改变度、环境影响度进行实时监测，以应对各类以地质灾害为主的突发状况。在茶乡工程建设完成后，无人机遥感技术可以继续对茶田进行监测，以保障茶田土壤的安全性、营养性。在无人机遥感技术的支持下，茶田的茶叶种植更加安全、高质；在应对各类雨雪极端天气前，茶田工作人员也都有时间做好相应的防护准备。综上，无人机遥感技术不仅可以应用到其开发的各个环节，还能够一直延续，应用到茶田建设上。

3.2 区域土地复垦

对于部分地理环境较差、工程建设和测绘无法深入进行的山区茶乡来说，花费大量时间和资金去建设高难度茶乡工程的意义不大。但鉴于目前我国茶叶的需求较大，茶乡的工程测绘开始从土质较好、地形难以进行的茶乡，转而投入到土质需要改进、地形良好的茶乡，即区域土地复垦。在无人机遥感技术的监测下，茶乡工程测绘可以将需要复垦的土地重新规划，并通过传感技术和高密度监测技术，对其土壤进行数值评估；再通过计算机联网技术，运用各类方法对土地质量进行改进。通过以往无人机遥感技术在矿区的土地复垦前例中可知，无人机在茶乡区域土地复垦上的应用前景甚广。

3.3 数字测绘建模

为解决测绘精度问题，无人机遥控摄影的精细化是前提，而后的测绘才是决定工程建设质量的根本。上文提到，无人机遥感技术与其他技术的结合正在完善之中，因此，无人机测绘技术与计算机数字建模技术的研究和实践开发，是提高技术结合特性、地形测绘标准的双赢战略。工程测绘师可以通过互联网，将计算机的智能建模技术与无人机摄影后台连接，在人工未测绘前便先利用计算机进行智能化测绘，以作为人工测绘的辅助参考。而在人工测绘时，计算机智能思维也可以相应的对数据点进行完善修改，联网后提出智能化的意见。

4 结论

在加大茶田遥感监测系统后，茶乡工程测绘的实时效果突出，对于短板问题的解决更加快速化。通过对部分山区茶乡的区域土地进行复垦、对全部山区茶乡的土地进行数字化建模后，无人机遥感技术在茶乡工程测绘中的实践开发更加深入，无人机遥感技术与其他现代高科技的磨合性结合也开始完善。无人机遥感技术在茶乡地区的测绘优化路径，是无人机技术本身与茶乡工程建设的拔高双赢。