无人机遥感技术在测绘工程中的应用

汪兆锐

兰州现代职业学院

1 前言

无人机遥感技术是利用先进科学技术来实现多种空间遥感的信息，如遥感传感器技术、无人驾驶飞行器技术、通信技术、自动化技术、智能信息技术等。测绘技术是工程建设和地质勘察活动当中的重要组成部分，测绘工程的测量工作直接影响到项目活动的开展。传统测绘工作主要是人工测绘方式组成，工作效率低甚至经常出现问题，加上项目工程实际作业情况不可控，很难取得完整的测量结果。在实际测量过程中还会因为人为因素影响到实际测量活动的开展。因此为提升测绘工作的质量，需引进无人机遥感技术来提升整体质量，凸显出无人机遥感技术的价值。

2 无人机遥感技术的概述和优势

2.1 无人机遥感技术

无人机遥感技术是结合现代先进技术手段，利用无线电装置来控制设备飞行的技术，其中融合了CPS、GIS等技术，对一定区域进行扫描获取相应信息。和传统的测绘手段来讲无人机遥感技术。Unmanned Aerial Vehicle Remote Sensing——无人机遥感，利用先进的自动化、智能化、专业化速度来获取国土自然、自然环境、地震等空间遥感信息，实现遥感数据处理、建模、运用分析的技术。在实际运用过程中具备机动、快速、经济等优势成为人们争相研究的重点，在目前无人机技术已经从开发研究朝着实际运用方向转变，成为未来研究的主要技术之一。无人机通过无线电遥控设备、机载计算机成孔等进行操作。整体上来看无人机结构简单实际成本低，能够有人驾驶、无人驾驶地完成执行任务，如部分危险地区地质灾害调查、空中指挥、环境监测都可以由无人机完成。无人机作为空中遥感平台的微型遥感技术，其特征是以无人机为空中平台获取信息，用计算机来为图像信息进行处理，按照一定精度要求制作的图像。在实际运用中根据系统组成和飞行特征可以划分为固定翼型无人机、无人驾驶直升机两类。遥控传感器是根据不同遥感任务使用相应的机载遥感设备来实现控制，无人机使用遥感设备具备数字化、体积小、重量轻、精度高、存储量大等优点[1]。

2.2 无人机遥感技术的使用优势

（1）安全性高。随着现代社会不断发展，近几年高端技术的发展为无人机的使用奠定了基础，无人机遥感技术是现代技术发展的重要装备，运用范围广，参与到多种研究领域内并取得显著成就。这主要是因为无人机遥感技术的发明，通过无人机遥感技术和摄影技术结合来节省研究成本。比如地质测量的时候不需要像以往地质研究员、飞行员在飞机上进行地质测量，只需要操作无人机系统就可以实现测量。这种方式不仅仅降低了测量成本也保证了科研人员的安全。而且从实际测量情况来看无人机的测量比人为测量更可靠，整体误差更小。

（2）机动灵活。无人机与航拍机相机相比体积更小更灵活，而且升降时间短。无人机的升降对场地要求很小，但是这并不影响无人机的操作运行。无人机操作简单运行效率高，在现代科技快速发展的背景下科学技术取得了越来越大的成就，遥感技术也实现了快速发展，让购买无人机的人逐渐增多，无人机迎来更大市场。无人机和航拍机相比飞行高度更高，测绘作业的持续性、作业效率也更高，因此受到了广大消费者的青睐。当人们出行作业的时候，因为无人机体积小质量轻，很容易将其携带出门，不需要设置专门的起飞、降落场所就可以实现，甚至无特殊工作要求，能快速完成测绘的标准，使用更加方便，从而满足测绘工作的实际要求。

（3）处理数据效率高。无人机技术研究不断加深，无人机操作方式更简单。通常情况下测绘工程测量过程中只需要科学合理设置飞行路线的时候合理设置，根据工作环境来校正数据轻易得到测绘结果。在这个过程中如果无人机出现问题，系统也会自动返回。无人机在飞行的时候可以控制飞行高度改变测绘范围，位置越高测绘范围越大，但是精度较低；位置低测绘范围少，但是能够达到理想精度。通过两者之间的配合将环境信息直观展示出来，方便人们对测绘环境有更真实地了解。

（4）测绘尺度大。随着现代技术的不断发展，无人机遥感测绘技术能够适应各种复杂环境下的作业，在多种优势的运用下，无人机遥感技术取得了理想的运用价值。无人机遥感技术能够运用在复杂程度高、条件恶劣的场所，能精准测量保证数据的实时性。无人机遥感技术与三维技术结合，能更全面、精细地展示测绘结果，帮助人们掌握测绘区域实际情况。

3 测绘工程现状

3.1 测量仪器数字化

进入20世纪80年代之后，工程测量仪器数字化水平越来越高，数字水准仪、电子水准仪、经纬仪、测距仪等软件不断研发，并且快速取代了传统的测量设备，这些设备在研发投入市场之后广泛运用测绘工程中。目前工程测量设备体系全面实现了数字化，贯彻了数字化发展[2]。比如在测绘中全站仪、电子经纬仪、测绘软件之间的结合，都可以实现数据采集、数据处理、图形编辑等。在实现数据采集之后通过编码、草图绘制录入到计算机内，利用计算机实现数据处理，完成图形变形工作，最后绘图仪实现输出成图。利用全站仪和电子平板结合，在数据采集之后将数据录入电子平板之后实现图形的现场修改，在编辑之后利用绘图仪输出成图。利用电子经纬仪、近景摄影仪、计算机技术构建完整三维测量系统，实现工业大地测量、工业测量数字化。测量仪器的数字化能够有力提高测量精度，保证测量的准确、效率，在测绘中测图、放样均能够实现数字化发展。

3.2 数据采集的自动化

在传统工程测量中需要大量人员参与其中，但是数据采集自动化程度的提高，测绘作业所需要人员越来越少，仅仅需要一两个人就可以实现仪器的测量。比如电子经纬仪能够自动记录、修成、计算、扫描、消除误差等。通过自动消除误差和自动记录数据来减少测量过程中的人工操作，实现了目标的自动测量提高测量精度。激光水准仪等仪器具备先进的自动化技术，在测量中降低了干扰，实现了测量的连续自动化，提高了作业效率。

3.3 控制智能化发展

目前无人机遥感测绘技术逐渐取代了传统测量技术，目前测绘设备智能化越来越高，实现对测量的精准定位[3]。工程测绘工作从传统单一模式方面快速发展，发展到地质测量方面，实现了多学科、高精度勘探。目前全球化发展速度越来越快，而信息技术以工程运行为重要前提，测绘工程是现代科技发展的产物，运用现代技术替代了传统技术，借助智能化技术来促进工作的稳定发展。

4 无人机遥感技术在测绘工程中的应用要点

4.1 无人机遥感技术的测绘运用

（1）收集影像资料。无人机遥感技术由多种模块构成，比如飞行器、操控平台、GPS技术等，无人机遥感技术的运用需要这些模块之间有效配合才能实现，可以获取充足的数据资料来为获得影像资料作为前提，为后续活动的开展奠定良好基础。想要影像资料能够满足测绘工程的实际需求，则需要重视拍摄场所无人机的作业情况，在作业现场合理分析，尤其是飞行器与平台，保证无人机获取影像资料全面合理。无人机实际运用过程中还可以调整旋偏角、像素幅度等方面，可以采集到更准确的影像资料。无人机空中三角的拍摄方式能够优化拍摄流程提高测量效果，保证数据的真实性和有效性。在运用该技术之后能够强化对数据信息的控制，符合管理要求的基础上让整个活动更规范，设置合理的曝光延迟时间，降低转弯对无人机的影响保证整个拍摄效果。

（2）数据测绘。测绘工程使用无人机遥感技术的时候借助智能化、自动化手段采取测绘现场的数据信息，这些信息数据庞大质量高，具备极为真实的价值，能够在实际中发挥巨大作用。在采集的数据信息中仍旧存在价值密度低的信息，这些数据信息的存在不利于利用整个数据群[4]。但是无人机遥感技术能够针对测绘工程的实际情况第一时间清除使用价值低的数据信息，剔除杂乱无章的数据信息之后提高整个数据的利用价值，将剩下的数据重新排序和整理寻找彼此之间的内在联系，重新排列组合提高数据的连贯性。无人机在测绘的时候还会对航线信息采集，通过分析航线情况判断航线是否正确，判断飞行情况将数据传输给操作人员和控制人员。操作人员根据这些数据信息，合理操控无人机，保证安全和稳定，从而获取更多信息。

（3）数据处理。在传统的测绘作业中测绘工程测量包括多个环节，在测绘作业中需要精准控制每一个环节的施工质量。无人机遥感技术的运用能够在采集数据的时候实现对数据的精准处理，让每一个测绘结果更真实而准确。无人机遥感技术的处理，使用数码影像的排列方式不规则存在。如果在飞行的时候出现角度问题就会提高堆叠度导致影像发生变化，如果俯仰角度高、旋偏角不正常等都会导致影像资料发生改变，和实际存在差异。为解决这一问题，人们在无人机的上方安装数码相机，使用变窄视角来变换焦距，得到不同的宽窄视角，以此作为基础通过不断地判断和分析，能够计算合理参数控制现场，提高数据的处理效果来防止影像存在变形的情况[5]。

（4）低空作业。海拔较高场所的作业很容易受到环境因素的影响，比如高压地区压力较低，就会降低无人机的起降稳定性。在高压地区受到云层的影响干扰拍摄视线，影响测绘工程测量的进行。在这种情况下测绘作业应采取低空作业的方式来获取相关信息完成工作。针对这一问题我国很多专业人员和企业针对这个方面纷纷研究，并且取得了一定的成就。这一类无人机中不仅仅存在自稳功能，甚至还可以自动检验校验，通过相应软件来有效处理形变，控制误差在合理范围内。在系统内安装了补偿相机来根据实际情况自动调整姿态，让测量结果更精准。和以往的系统相比该系统更简单，重量更轻，而且自动化水平更高，可以根据实际要求有效处理影像资料，确保符合实际需求。

4.2 无人机遥感技术的未来发展

首先应实现更为灵活的无人机飞行状态控制、传感器控制。无人机遥感技术的发展是一个技术飞跃的过程，在未来的发展中更应重视对飞行状态的灵活控制，实现更人性化的操控，重点提高无人机遥感技术飞行全方位性、续航能力。针对精度方面，还应重视对传感器的精度研究，为工程测绘测量提供更精准的数据支撑。其次进一步提高无人机的抗干扰能力。因为无人机遥感测绘技术运用的地区大多数环境恶劣，对无人机的性能各方面提出了要求。部分体型较大的无人机在起飞和降落的时间内需要滑行，在这个过程中会遭遇地质因素而导致无法正常起落。但是小型无人机在飞行高度、抗风能力方面较弱，这些都会影响到无人机的精度。因此在未来的发展中需要充分考虑无人机的精度、抗风能力等，保证拍摄的稳定性，保证测量结果。

5 结束语

综上，测绘技术为地质勘测项目的开展提供方便，实际作业过程中需要先进技术作为支撑。无人机遥感测绘技术的运用有效提高测量的准确性、方便性，让测绘工程能够更好地发展。无人机遥感测绘工程主要运用在信息采集、处理当中，在实际运用过程中提高测绘的应用空间，降低测绘难度。针对未来的发展，仍旧需要以无人机为中心，更好探究与分析。