无人机遥感技术在测绘工程测量中的应用分析

宋兵

（安徽省合肥市测绘设计研究院，安徽 合肥 230061）

引言

由于工程测量实际过程中需要考虑的要求很多，工程测量应在充分落实所有要求的情况下进行，避免外界因素的干扰，进一步提高工程测量效果和最终结果的准确性。同时还应针对工程测量展开研究，强化摄影测量和遥感技术在工程测量中的应用力度，并在工程测量过程中做好相关数据信息收集工作，继而为绘制完整详细的工程项目图纸提供有效参考依据。

一、简述无人机遥感技术综述

无人机遥感是指利用无人机搭载的遥感传感器，结合遥测遥控技术、边缘计算机技术、无线通信技术、GPS 定位技术和GIS 地理信息技术，在获取工程图像数据的基础上，同步传输图像，并完成影像数据处理、建模、分析。也就是说，无人机遥感技术借助较先进的机器、驾驶飞行器技术、遥感传感器技术、GPS 技术等，可对工程测绘测量工作进行空间遥感信息的自动化、智能化、专用化获取。无人机遥感技术主要包含数据处理系统、无人飞行器平台、GPS 导航定位系统、数码传感器等。其测绘工作原理是：地面控制站根据具体的测绘需求和实际工况选择恰当的无人机，借助搭载的传感器和高清摄像机，在设定好的无人机航线上做好无人机姿态稳定控制、飞行轨迹控制和任务管理控制等，从而实现对地物的测量。无人机遥感技术凭借机动、快速、经济等优势，成为测绘工程测量中较为理想的实际应用技术。

二、无人机在工程测量中应用的特点分析

（一）高效性特点

在过去的工程测量工作中，人力测量是最重要的测量方法。但是由于地形等因素的影响，不仅测量时间较长，而且测量效率很低。无人机应用于工程测量，就可以在不受地形条件限制的情况下开展测量工作，不仅测量方式更加灵活、自由，测量时间也明显缩短，测量效率有了大幅度的提升。

（二）直观性特点

无人机在工程测量中的应用，不仅可以从整体上保证工程测量的质量，还可以提高近景拍摄过程中测量效果的直观性。即便是测量区域的地形地貌相对复杂，拍摄出来的图像也具有较高的清晰度。与此同时，无人机还可以根据要求展开更为细致的测量，并将测量结果传输至地面的工作人员。

（三）机动性与灵活性特点

无人机在工程测量中的应用显示出很强的机动性和灵活性。首先，无人机低空拍摄过程中，整个拍摄过程不易受到外界气候条件的影响，可以灵活升降。其次，无人机的操作方式比较简单，且可以在较短的时间内获取测量数据。工作人员也可以在最短的时间完成工作任务，对所获数据进行保存、处理、分析以及传输。

三、我国无人机测绘技术的现状分析

从很早的时候，很多国家就开始研究无人机测绘技术。我国在这一领域起步较晚，与发达国家相比还有较大差距。然而，在研究中，中国取得的成就不容小觑，尤其是近年来，国外很多国家都看中了我国的无人机测绘技术，这足以说明我国科学技术发展非常快。无人机测绘技术进步的同时我国数字化成图技术也取得了很大突破。对于传统的测量技术来说，新型的数字化测绘技术降低了企业的成本，增强了测量的精准度、科学性和安全性，对工程的数据有了一个更加精确的测量，对建筑施工的安全性和稳定性有一个较好的保证，有利于提高企业的抗风险能力。在实际测量中将无人机测绘技术和数字化成图技术进行很好的融合，会成为一个新的发展领域，它不仅能完成区域测绘还能实现数字化成图，在实际生产中这种技术的使用范围正在不断扩大，在我国很多空中作业中都能看到它们的身影，比如抢险救灾、煤矿勘察以及远景拍摄等。数字化测控技术使得企业逐渐融入到新时代数字化的浪潮中。工程在引入数字化测绘技术之后整个行业内部的发展的前景有了一个很好的改观，实现了工作的高效率、低耗时、高精度。但是由于我国无人机测绘技术研究时间较短，所以也有诸多不足，其主要表现在飞行方面和通讯方面。在飞行方面，由于自身体积较轻，而且空中风力较大，这样就很容易出现飞行不稳定情况，从而影响了测绘效果，所以这就要求我国无人机研究团队在科研中，对无人机的外形进行科学设计，能够减轻风力的阻碍;在通讯上，因为无人机要对区域空间进行勘察分析，还需要将数据进行传输，在这一过程中就需要通讯技术的支持，所以通讯质量的高低对无人机测绘的精准度有着很大的影响。

四、无人机测绘技术在工程测绘中的具体应用

（一）数据采集的应用

用数据采集在工程测绘中非常重要，是工程决策的基础。在工程测绘中使用无人机测绘技术可以实现数据的精确采集。首先，工作人员需要在电脑中规划无人机的路线，再选择合适的飞行环境将无人机进行起飞，然后无人机就会按照预定的航线进行飞行，这时工作人员只需要注意无人机的安全以及测绘的区域，这样就能够顺利地完成工程测绘工作。无人机在工作过程中借助定位系统就能实现精准定位并形成对应的坐标系统，从而在区域内进行工作。在获得首次资料后，要进行二次检测，对收集的数据进行检查和完善，从而提高数据的准确性，让无人机收集的数据更加全面，这样能够提高数据收集的准确性和效率。

（二）数据获取方面的运用

一般在工程测绘中，由于测量主体的不同，数据采集方式会有一定的差异，比如人工采集和自动加密。其中，人工采集主要是利用计算机的远程控制技术实现的。相关工作人员根据相关的采集需求在基站内操作无人机，通过无人机进行选择，从而获得工程需要的相关数据信息。无人机内部控制系统具有预先设置的自我保护机制，在获取到相关数据信息之后，为了确保信息的安全性，自我保护机制对无人机内部控制系统主动存储的数据进行加密。相关工作人员需要获取访问权限后才能获取到无人机内部的测量信息。如：针对上述矿区，当地测绘机构建立CORS 网，在充分考虑工程实际情况的基础上选择1985 国家高程基准、快眼II 型无人机对数据进行获取和修正后，在无人机上配置像素较高的佳能EOS 5DS 数码相机，运用无人机遥感技术可以完成测绘信息正射影像数据的切割工作。由此可见，在数据采集方面，无人机遥感技术在充分考虑工程实际情况的基础上利用运用测量技术、摄影技术、遥感技术等先进技术进行测量，不但能够获取完整的数据影像，还能优化区域网中的相关信息，切实保证测绘信息的合理性和准确性，进而输出标准化的数据格式。

（三）在低空作业、特殊目标获取方面的运用

目前，无人机遥感广泛应用于测绘工程，尤其是低空作业。航拍自动化的发展更加完善，配套的数据处理软件不仅可以提高无人机的自动化水平，还能提升无人机操作的灵活性，为无人机遥感技术提供更多技术支持，以更好地实现图像的捕捉和拍摄。另外，无人机遥感技术具备自动检验功能的组合特宽角低空数据相机系统，能最大程度地避免获取到的数据由于机械变形造成的误差。同时，此系统创造性地利用边缘现场补偿相机姿态角度提升精度的方法，极大地减轻了成像系统的整体重量，科学替代了三轴云台。另外，在特殊目标获取方面，无人机遥感技术获取数据信息更加准确，精度更高，位置更准，能够实现测量目的的同时大幅节省人力物力。

（四）绘制影像地图的应用

摄影测量和遥感技术在工程测量中的应用，既能保证工程测量的连续性和最终成果的准确性，又能在合理信息的支持下形成完整的影像图，可以加强影像图在工程测量中的作用，有效控制工程测量出现问题，满足工程项目规划建设要求。当然应用摄影测量技术和遥感技术可以对原有影像地图中不合理的地方进行纠偏处理，这就可以消除工程项目影像地图的投影差，保证影像地图中数据信息与工程项目真实状况之间的一致性。而且在摄影测量技术和遥感技术支持下还能为影像地图制作提供准确信息，继而发挥等高线和坐标格网等基础信息在工程测量以及建设方案规划中的作用效果。提升工程测量人员和工程项目规划设计人员对相应影像地图的掌握力度，发挥影像地图以及相关技术实用价值，进一步推进工程测量顺利开展。

（五）数字模型的应用

在工程测量中创建详细的数字模型，可以对工程的三维坐标和相关数据进行虚拟处理，在虚拟状态下进行工程测量和施工方案规划，以满足工程的整体施工要求，并将工程测量在工程项目实际建设中的作用效果展现出来。一般来说，对工程项目创建数字模型时，应利用摄影测量技术和遥感技术对工程项目整体规模和所在区域进行有效测量，保证最终测量结果的准确性和全面性，之后按照测量数据以及工程项目建设要求构建完善的数字模型，使得施工人员对工程项目周边环境和空间形态等方面有了清楚的了解。此外，应用摄影测量和遥感技术进行工程测量还能对原有设计方案进行优化调整，避免工程项目建设过程中因基础方案不合理而出现问题 。逐步提升工程项目设计方案的科学性和全面性，保证工程测量以及相关结果的作用，这对于推进相应工程稳步建设有着无可替代的作用。

（六）空中三角测量技术的应用

开展测绘工作前，应分析测绘工作要点和关键点，完成目标区域内的数据采集。并做好空域方面的协调，利用测量工具设备针对现场环境进行全面勘察，从而设计好无人机的飞行航线，从而完成空中三角测量工作。因此在使用空中三角测量技术时，需要合理使用空中加密测量技术，以此来保证测量工作的高效性。通过使用空中加密测量技术，能够针对特定区域完成加密设计，同时也可以借助控制、管理等方法来提升摄像上的专一性。在这一环节中增加加密距离，能够实现对特殊地形上的有效处理，保证高度偏差等方面的合理性，最大限度减少工作中的问题。对于一些比较平坦的区域来讲，需要及时进行空中三角加密处理，利用添加数量控制等方法针对边缘位置等进行规划与分析。其次，应当运用这一技术找准加密点。只有做好前期准备工作，才能保证后续工作的及时开展，所以在使用这一技术时，就需要从焦距、像素等方面出发，找出存在的问题，利用像素数据做好调整与处理工作，及时针对后期数据等进行全面分析，从而调整工作计划。

结束语

总的来说，无人机测绘技术极大地促进了企业的工程测绘工作，给工程测绘工作带来了很多便利，值得企业推广。数字测绘技术逐渐实现了工程测量的信息化、数字化和智能化，数字化成图技术凭借着自身的优势在各个领域发挥了重要的作用，成为新时代测绘事业发展不可逆转的趋势，对工程的数据有了一个更加精确的测量，对建筑施工的安全性和稳定性有一个较好的保证。虽然我国在无人机测绘中取得了很多成就，但是还需要国家和企业在技术上投入更多的精力去进行研究，从而促进我国的科学技术进步，为我国无人机测绘工作提供更多的便利条件，促进测绘事业的发展，让我国领先世界前列。