无人机遥感测绘在工程测绘领域的应用思考

2020-11-24康凯北京世纪国源科技股份有限公司

灌篮 2020年33期

康凯北京世纪国源科技股份有限公司

无人机遥感测绘技术为工程测绘提供了新的发展方向，突破了传统工程测绘技术的局限，保证了测绘的专业化、信息化和实时化水平。新时代的无人机遥感测绘还有较广阔的发展空间，能够在工程测绘领域发挥出较大的实用价值。还要进一步研究无人机遥感测绘的优势，把握无人机遥感测绘的具体应用方向，把握无人机进行遥感测绘时的难点，更充分地发挥无人机遥感测绘价值。

一、无人机遥感测绘技术的发展情况

无人机遥感测绘技术改变了传统的测绘工作方式，是测绘领域的重要技术创新，开创了我国工程测绘领域的全新时代。无人机遥感测绘技术主要以无人驾驶飞行器为载体，通常在无人机上安装遥感传感器用来进行国土资源测量，从而获得更加准确的地理数据信息，并且能够对遥感数据信息进行实时处理，提高地理测绘数据信息的应用效率。无人机遥感测绘具有较强的机动性，测绘作业速度快，是在全世界广泛推广的地理信息测绘方式。无人机遥感测绘在工程测绘领域发挥的作用是明显的，相关的研究主要集中在保障无人机在各种地理环境下有效应用，实现无人机遥感测绘与其它测绘技术全面结合等方面。当前，无人机遥感测绘正在向着更精准、更灵活、更全面的方向发展。

二、无人机遥感测绘技术的主要优势

（一）监测的范围更广

与传统无人驾驶飞机相比，无人机遥感测绘技术更加稳定，受到的外界干扰因素更少，可以有效胜任在高空进行拍摄工作的需要，而且可以在一些恶劣的环境下进行遥感测绘作业。借助无人机可以用于一些特殊环境下或复杂区域的测量工作，包括了在沙漠、沼泽或其它隐蔽工程空间进行测绘，具有较强的测绘经济性。无人机遥感测绘还可以在相对短的时间内完成较为复杂的测绘任务，能够直接达到测绘工程地域，并且进一步扩大测绘工程的范围。当前技术条件下，普通的无人机遥感测绘可以进行200-300km2的测绘作业。使用无人机进行工程测绘极大地提高了监控范围，有助于获得更加健全的数据信息，而且提供的图像清晰度更高，有助于工程技术人员更全面了解监测范围。

（二）保持较强宏观性

使用无人机遥感测绘的监测范围较大，测绘的宏观性较强，能够做到在飞行状态下进行动态监控。首先，无人机遥感测绘的主要技术优势是完成低空测绘任务。工程技术人员可以根据工程的需要设置测绘飞行实际高度，有助于对不同工程区域进行科学的监测。其次，高空监测可以获得较大的监测范围，同样也能保证较高的监测精度。而且，为了保证高空监测质量，可以由多架无人机配合进行监测。无人机遥感测绘技术具有光谱分析能力，可以有效获得较大范围的数据信息，从而为复杂的大型工程项目提供更为详实准确的数据信息。可以说无人机遥测绘整合了多种技术手段，具有一定的智能性特征，可以在测绘过程中自动作业，保持了测绘的灵活性，满足了多样测绘任务需求。

（三）系统兼容性较高

借助无人机遥感测绘的数据处理较快，可以与其它工程技术系统保持紧密的结合。首先，无人机安装的测绘设备与软件系统有较强的数据运算处理能力，可以实时传输经过处理的图像信息，能够获得较为直接的地理图像信息，无须工程技术人员进行更加复杂的图像处理。其次，无人机遥感测绘具有较强的图像分辨能力，这可以极快提高图像精度，保证了地理测绘的最终质量。第三，单一的遥感测绘技术难免存在测绘漏洞，使用无人机进行遥感测绘可以与其它测绘方式得到的图像数据进行相互印证，从而有效弥补其它测绘方式的漏洞，得到更为准确的测绘结果。无人机遥感测绘可以与其它系统优势互补，实现了测绘作业的全面结合，从本质上最大限度的强化了工程测绘的质量。

三、无人机遥感测绘技术的实践应用

（一）在工程测绘环境中的应用

传统的航空拍摄技术很难适应较差的天气环境，不能在复杂环境下完成测绘任务，不能有效应对复杂多变的工程测绘需要。无人机遥感测绘技术主要使用的是垂翼无人机，这种飞行器的稳定性更强，适应环境能力更高，可以在复杂的高空、低空或气象条件下作业。而且无人机的体型较小，并且不会受到起降条件的限制，可以更加轻松的展开低空飞行，因此更加受到工程测绘技术人员的青睐。目前，无人机遥感测绘主要用于工程环境分析，满足工程技术人员对精准工程环境信息的需要。通过无人机遥感测绘可以获得工程所需的各种影像资料。例如，在进行燃气管道干线的线路图绘制时可以采用无人机对管线敷设沿线环境进行测绘，测绘前先进行测绘打点，通过无人机可以保证打点的精准性，有效在测绘区四周标记出关键点位，保证各控制点相邻区域影像得到清晰绘制，从而达到全方位获得影像信息和保证测绘质量效果。

（二）在大比例尺测图中的应用

无人机遥感测用于大比例尺测图的优势是无人机遥感测绘具有较强的自动校验功能，通过无人机配备的特宽角低空数据能够完成大比例尺图像的测绘需要。运用无人机遥感测绘还可以解决绘制大比例图时因机械变形造成的误差问题，能够利用先进的软件进行数据校验，从而保证了大比例图的精确性和实用性。而且无人机遥感测绘技术还创造性地利用边缘现场补偿相机提高测绘的精度，这种技术手段可以有效替代三轴云台，从而进一步减轻了成像系统的重量，适应了低空航测的需要，保持了低空航测的整体有效性和安全性。应用低空测绘技术应当严格把握技术要点，实现自动化操作，基于无人机配置的数据处理软件提高测绘质量，达到提高影像数据的分析度和清晰度效果。

（三）表现出特殊环境的实用性

无人机遥感测绘技术表现了其它测绘方式无法比肩的优势，具有复杂环境下的测绘实用价值。随着我国无人机遥感测绘项目的不断推进，越来越多的新型无人机被研制出来，无人机在遥感测绘中表现了较强的机动性，而且运行的成本相对较低，可以满足应急测绘新农村建设、基础工程建设方面的超高实用价值。例如，双发型无人机可以有效满足在海拔较高的高原地区工程测绘的需要，基于GPS导航定位在国内实现了高海拔的无人测绘。无人机遥感测绘更多的应用于应急测绘，尤其在中小比例尺和地质灾害测量工作当中，这为一些应急保障工程的建设奠定了良好基础。无人机遥感测绘还用于智慧城市建设当中，通过无人机遥感测绘可以有效满足城市规划设计的实际需要，借助DOM、DSM、DEM影像数据转换和立体眼镜使用，提高了工程影像的识别能力，甚至可以测量电线杆高度。水利工程调研、地质环境调查和水工环地质信息都使用到了无人机遥感测绘。未来无人机遥感测绘广度会不断增加。

（四）测绘系统应用价值更完善

无人机遥感测绘技术系统更加完善，在发展过程中逐渐地产生了较为成熟的软件系统。例如，低空无人飞机航测遥感系统的诞生从根本上解决了无人机遥感测绘实用性不高的问题，从而推动我国无人机遥感测绘技术在全球取得领先地位。再例如，我国无人机遥感绘测绘实现了内业与外业的紧密衔接，可以由外业进行定性，由内业进行精准定位，利用航数字影像立体模型提高内业编辑图像的质量，从而提供更加精准的测绘工程信息，生产了更加精准的图像文件。随着我国无人机技术的快速发展，无人机遥感测绘软件快速发展，相关的标准不断完善，专门用于各类工程项目的无人机遥感测绘系统将被开发出来，这样可以从各个环节对无人机遥感测绘进行根本性的强化和完善。

四、无人机遥感测绘技术的应用控制

（一）做好航线规划

为了保证无人机遥感测绘的实用性，降低无人机遥感测绘误差，还要在遥感测绘前进行航线规划。对测绘作业进行全面了解，对无人机的数字测量系统、空中三角测量系统、遥感信息处理系统等进行全面调试，根据测绘航线进行适当调整，从而保证测绘任务顺利完成。例如，根据测绘任务需要确定测绘走各，判断是否有威胁无人机安全的因素，还要对测绘的地区进行合理划分，控制好测绘高程，从而有效发挥测绘系统的作用，减少因飞行对测绘造成的影响。

（二）控制拍摄质量

无人机遥感测绘的关键是保证测绘图像质量。因此要在测绘过程中进行随时检查，及时发现问题和分析问题原因，并对飞行路线和拍摄的角度进行全面的调整，从而保证测绘拍摄质量符合测绘的要点。在拍摄过程还要重点检查无人机的飞行质量，如果航摄质量不达标需要对已拍摄地区进行重新的拍摄。拍摄过程中还要注意调整拍摄的角度、图像的重叠度等，也要判断这些具体指标是否符合标准要求。例如，在拍摄过程中存在大面积反光或错误等问题，需要进一步调整分辨率和清晰度，以及进行色调与层次控制，有效减少外部干扰。

（三）测图质量控制

测图质量控制的前提是进行模型创建，保证低空无人机遥感测绘能够支持模型的构建。在模型的构建过程中需要完成影像列表、连接点布局与提取等工作。模型建立后还要与实际测绘图进行匹配并生成核线影像。除了进行飞航拍摄以外，模型的建立与运算也会对测绘的精度产生影响。因此无人机遥感测绘与数字化技术应当充分整合，在大部分运算由测绘系统自动完成的基础上，需要测绘人员充分地熟悉软件的运行流程，合理计算各种参数信息，这样才能保证最终的测绘质量。还要在测绘过程中按照相关的技术规范进行测绘分析，做好测图质量的控制工作。例如，对立体测量图的控制需要判断地形要素选取表征是否合理，确定地形要素空间坐标是否准确，以及严格把控相邻模型间的三维边精度，确保相关地理信息的属性准确，从而提升测绘产品的质量。