无人机遥感测绘在工程测绘领域的应用思考

曹园东

摘要：在工程项目实际建设过程中，通常离不开测绘作业开展提供的支持，只有先通过测绘把握工程信息，才能提高工程建设的质量水平。而相较于传统测绘技术，无人机遥感测绘本身有着很多竞争优势，因此加强对该测绘技术在工程测绘领域的应用思考，能够促使其发挥更大作用价值，推动工程建设实现更好地发展。

关键词：无人机;遥感测绘;工程领域;

以无人机遥感测绘在工程测绘领域的应用为研究对象，对无人机遥感测绘的优势进行了简单的介绍，并结合实际测绘案例，分析了无人机遥感测绘在工程测绘领域的应用，最后对无人机遥感测绘在工程测绘领域的应用进行了相应思考。

1 无人机遥感测绘的优势

相较于其他测绘技术，无人机遥感测绘有着以下几点显著优势：

1）测绘工作开展更加高效。

无人机遥感测绘能够无视地形的阻碍，在空中进行测绘，因此实际测绘范围更大，测绘效率更高。正常情况下，每台无人机1 d能够完成200 km2～300 km2的测绘工作，且由于空中视角更加多变，实际获得的测绘数据也更加准确，更有利于测绘质量的提升。

2）测绘尺度更大，整体更具宏观性。

通过应用无人机遥感测绘，能够直接拍摄测绘目标的模型数据，得到更加宏观全面的测绘信息。不仅如此，如果实际测绘工作量较大，还能同时派遣多架无人机实施测绘作业，并且在实际测绘过程中，还能够进行多光谱遥感分析，因此能够获得更高质量的测绘数据信息，更有利于满足实际的测绘需要。

3）测绘数据处理效率高。

通过采用无人机遥感获得的测绘数据，在后续处理过程中，由于应用了很多先进的数据处理软件，因此同样有着较高的数据信息处理效率，且数据失真率也比较低，能够获得更加全面地测区信息。与此同时，这些数据信息在实际应用方面，同样能够与其他系统充分展开结合，使得测绘数据信息的价值得到充分地利用与彰显。

2 无人机遥感测绘在工程测绘领域中的应用

2.1 测区概况分析

以某无人机燃气干线测绘工程项目为例，本项目起自A调压站围墙外2 m， 止于B调压计量站。本管道管径为D 508 mm， 设计压力1.6 MPa， 线路长度约34.0 km， 共设置2座调压计量站，分别为A调压计量站和B调压计量站，干线设置6座支管阀井，3座阶段阀井。本次测量实际完成工作量如下：

1）首级平面，完成93个图根GPS控制点测量。

2）测区范围内的1∶500地形图测量，长度约34 km。

2.2 仪器设备配置

在本次无人机遥感测绘项目中。在设备使用前，还需要对仪器设备进行校验。投入到本工程项目所使用的测量仪器、设备均经法定计量单位检定合格;各项技术指标均满足相关规范要求;开工前所有仪器均按规范要求进行自检，各项指标均满足规范要求。

2.3 控制测量

根据业主提供的燃气干线一期工程初步线路图，考虑到沿线环境情况及航测成图要求、项目实施的可操作性，控制测量采用本省CORS网络RTK测量方法实施;经统筹细分，对燃气干线一期工程19 km长度布设了93个控制点（像控点）。像片控制点选点应符合以下规定：

1）像片控制点的目标影像应清晰，易于判刺和立体量测。

2）像片控制点宜能公用，单航线宜布设在航向3片重叠范围内，多航线宜布设在航向及旁向6片或5片重叠范围内，并确保像片控制点在相邻各片的影像都清晰。

3）高程控制点点位目标应选在高程起伏较小的地方，以线状地物的交点为宜。

4）像片控制点点位距像片边缘不应小于150像素。

5）测区四角及航线交叉处应布设像控点。像片控制点布设方法包括全野外布点、区域网布点和航线网络布点，各布点方法的适用范围如下：首先是全野外布点法，适用范围为1∶500比例尺站场和穿跨越测量;然后是区域网布点，适用范围为1∶1 000～1∶2 000比例尺站场、穿跨越和线路带状地形图测量;最后是航线网布点方法，适用范围是1∶1 000～1∶2 000比例尺线路带状地形图测量。在本次测绘项目工程中，采用了区域网布点的方法进行布点。

2.4 像控点布设方案

根据相关规范，并结合本项目实际情况，在本测区内布设93个像控点。测量采用三脚架方式架设GPS天线进行作业，测量过程中仪器的圆气泡应严格对中，每测回观测符合下列规定：

1）观测前对仪器进行初始化设置;2）观测值在得到RTK固定解且收敛稳定后开始记录;3）每测回自动观测值不少于10次，并应取平均值作为定位结果;4）经纬度应记录到0.000 01″，平面坐标和高程记录到0.001 m。每个控制点（像控点）在网络RTK测量3测回，每测回之间平面坐标分量不超过2 cm， 垂直坐标分量不超过3 cm， 取各测回结果平均值作为最终观测成果。控制点（像控点）精度满足规范要求后，通过邮件发送至省地理信息中心进行解算。检查结果：解算完成后，成果经检查合格满足要求可作为控制点使用。

2.5 飞行航线规划

1）无人机航片重叠度。

无人机在开展遥感航拍前，应以拍摄区域实际情况为依据，开展航线规划，要求拍摄航线覆盖整个航拍测区，并能够确保最终航拍的质量与效果。从国家发布的《数字低空航空摄影规范》中我们能够了解到，在实际开展航拍时，针对航向重叠度，要求控制在60%～80%之間，最低不能低于53%;而针对旁向重叠度，通常要求在15%～60%之间，最低不得低于8%。本测区地势平坦，地形高差较小，因此本测区按一个航摄分区进行航摄飞行，航向重叠度80%，旁向重叠度70%。

2）飞行高度规划。

飞行高度也是航线规划中十分重要的一步，此处飞行高度指飞机与拍摄区域地面的相对高度，而并非飞机飞行中的实际海拔高度。不同的飞行高度会对成像效果有一定的影响，同时也会影响航向、旁向的重叠度。因此应寻找一个较为合适的飞行高度进行拍摄。航摄高度取决于其镜头的主距，其镜头主距为28 mm。影像的地面分辨率为0.05 m， 数字航空摄影的地面分辨率取决于飞行高度，如下所示：

H=f×GSD/ α。

其中，H为无人机飞行高度;f为镜头主距;α为像元尺寸;GSD为地面分辨率，因此本测区飞行相对航高为215 m。

3）飛行航线设计。

本测区航线按照南北方向设计。

2.6 数字线划地形图数据采集与处理

采用MapMatrix等全数字摄影测量工作站进行立体数字测图。主要遵循“内业定位，外业定性”的原则。利用航空数字影像建立立体模型，采集全要素数据，生成图形文件。1∶500作业方法采用“两内两外”进行，即外业像控、内业测图、修补测、内业编辑。

在地形图内业处理方面，内业处理将GPS和全站仪内数据传输到计算机硬盘上，并利用CASS7.0地形成图系统，将坐标点展绘到CAD中，然后根据外业绘制的草图绘制地形图。图形编辑参照《1∶500 1∶1 000 1∶2 000地形图图式》图式要求进行，处理完成后进行图面检查，并存储为DWG格式文件，绘制成图。测图比例尺为1∶500。

3 无人机测绘在工程测绘领域中的思考

首先，从无人机测遥感测绘技术在工程测绘环境中的应用情况来看，针对于航空摄影技术，面对一些测绘条件较差区域，很难发挥其作用价值。而采用无人机遥感测绘技术，上述问题则得到了妥善解决。究其原因在于，无人机遥感由于搭载了无人机设备，且设备本身具有的体型比较小，在空中更加自由灵活，不会受到起降条件的限制，不仅可高空飞行扩大范围，还能开低空飞行，提升测绘精度，且无视测绘地面环境的优劣，直接控制完成摄影测量，因此这种无人机遥感测绘技术更受测绘人员青睐。与此同时，在遥感技术的支持下，实际获得的航空影像精度也比较高，更加便于相应人员了解实际的测区情况。在无人机遥感技术各种数据处理软件的支持下，工程测绘所获得影像呈现更加精细，更为清晰，并且获得的测绘数据也会呈现出更多的更高质量信息，这都为测绘工作高效开展奠定了坚实的基础。

4 结语

在工程测绘领域中，相较于其他测绘技术，无人机遥感测绘最为显著的优势便是无视地面环境，能够直接在低空或者高空开展测绘工作，不仅提升了测绘工作效率，还提高了测绘质量水平。因此有必要加强对该测绘技术的应用实践分析，并对其进行深度思考，推动工程测绘实现更好地发展。

参考文献

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