无人机遥感技术在工程测绘领域的应用探讨

张 吉

（甘肃省城乡规划设计研究院有限公司，甘肃 兰州 730000）

0 引言

当前科学技术快速发展，无人机遥感技术作为时代发展的产物，被广泛应用在工程测绘领域中，在国土资源与自然环境测绘中发挥着不可替代的作用。其精准定位，通过成像数据的采集提供清晰图像，为复杂环境下的地面测量工作提供极大的便利，可以有效保证测绘的精度，提高测绘的效率。本文围绕无人机遥感技术的应用优势，对其在测绘工程中的应用要点进行分析，并结合工程案例，对其进行深入探讨。

1 无人机遥感技术的应用优势

1.1 提升数据准确性

在传统的测量技术中，测绘人员需要购买大量的专业仪器，并要到现场进行实地勘测，不仅会消耗大量的时间，有时还无法保证测量的精度。而无人机遥感技术包括无人驾驶飞行器技术、数码传感技术以及卫星定位技术等多项技术，可以打破地域的限制，在最短的时间内，将所有需要测量的项目进行准确测绘，并利用信息技术将所收集到的数据信息以图像的形式呈现，极大地提高了采集数据的精准度，测绘数据成果的准确性得到了显著提高。

1.2 提高工程效率

在传统的测绘工作中，主要以人工输入数据的方式开展工作，导致数据的处理速度较慢，不仅工作人员的工作量大，还无法保证数据的精准度，测绘数据也不能及时上传到相关部门，影响工程测绘的开展效率。而无人机遥感测绘技术的应用，借助其机载计算机系统，可以在最短的时间内，获得准确的数据信息和清晰的图像。可以打破时间、空间的限制，实时进行信息联动，快速地将数据信息和清晰的图像传入到相关部门，为后续决策提供依据。减少人工操作程序，有效降低误差，保证测绘成果的质量和测绘工作效率[1]。另外，无人机技术可以以图像的形式，将信息进行传输，借助其可视化的特点，对各项数据信息进行及时校对，对存在误差的部分及时调整，避免数据出现残缺不全的情况，保证测绘结果的准确性。

1.3 降低投入成本

测绘作业具有涉及范围广、复杂程度高的特点，所以在进行测绘工作时，需投入大量的人力、物力，产生较高的成本，对工程测绘企业的经济效益造成一定的影响。而与传统的载人飞机或卫星数据收集方式相比，无人机遥感测绘技术的应用，借助其遥感系统，可以快速地对测绘区域的数据进行获取，测绘点的布置工作也较为容易，整个测绘工程均在信息技术和智能化软件作用下进行，使操作更加便利。减少购买设备的资金投入，因其整个系统都是由先进的高科技产品组成，制作材料多属于碳纤维复合材料，在硬件配置方面要求较低，在提升测绘工作的准确性、科学性的基础上，对于数据成本的投入也相应降低。

2 无人机遥感技术在测绘工程中的应用要点

2.1 数据采集方面

工程建设过程中，数据的精准度是保证工程质量的重要前提，必须重视数据采集的精准度和工作效率，为工程的后续决策提供依据。而在测绘工程地理信息数据采集中，相较于传统的采集技术，无人机遥感技术的应用可以最大化地保证信息采集的质量和数据采集的效率[2]。对数据信息进行采集时，工作人员可以借助计算机技术，根据所测绘的区域，精准设计无人机的航线，并借助其自动化特点，输入相关的指令，确保其可以自行进行飞行。运用定位系统和坐标系统，对所测绘区域进行准确定位，测绘区域范围可以清晰明确。对于所采集到的数据，借助自动化筛选软件，进行复核，自动处理不相关信息与无效信息，确保所保留下的数据准确无误。数据资料收集结束后，通过对测量的结果进行分析，建立相应的模型，利用其直观可视特点，对存在不足的数据信息进行补充，保证数据信息的完整性，为后续工程测绘项目的开展提供依据。

2.2 图像信息采集方面

将无人机遥感测绘技术应用在工程测绘中，不仅可以对数据进行采集，在图像信息采集方面也具有重要的作用。进行航空摄影时，需提前对气候环境进行了解，将降雨、风向等多种因素考虑到位，以保证成像的效果。在确保满足起飞条件后，要将测绘系统与地面系统进行紧密衔接，对各项飞行数据进行准确设定，设置到预定航线中，以此开展图像采集。在这一过程中，地面控制人员要对无人机的飞行状态进行实时监控，对转弯缓冲、飞行姿态控制以及曝光延迟补偿拍摄等技术进行严格控制。例如，在拍摄过程中，如遇到障碍物，需降低其过弯速度，以确保可以全方位地拍摄到所需测绘的区域。为避免出现拍摄漏洞，可以采用空中三角测量技术，及时纠正拍摄中存在的不足，并将摄像机的光圈进行适当调整，以提高影像拍摄的清晰度。对于传回到地面的数据，工作人员要认真进行核查，如存在缺陷的部位，要及时进行补飞，以保证图像清晰完整。

2.3 信息处理方面

数据信息采集后，可以借助计算机等相关技术对信息进行有效地处理，以保证数据的处理质量与效率。（1）对于所获取的数据信息、图像信息要利用航测无人机的设计程序及装置中发射的信号，以电子信号的形式，将数据传入到地面控制终端，进行分析、整理，并且为保证数据的完整性，在无人机返航后，要对其相机内的存储卡进行拷贝。（2）对于收到的数据，可以将其统一储存在系统数据库中，借助计算机软件进行整理，利用数据解压、格式转化等预处理程序对原始码流文件进行解压，使其格式数据文件可以满足数据处理需求。对于所整理的数据要进行分类，将无效或异常的数据进行剔除，对整理好后的数据进行归纳储存，为后续工作提供数据支撑。（3）利用编号检索功能，找到所要查找的信息，自动匹配成DSM，在此基础上，进行滤波、纠正，形成数字正射影像，保证数据的处理质量，提高数据的处理效率[3]。

2.4 低空作业方面

随着科技的不断进步，在起降条件差和云层较低的区域进行作业时，低空无人机摄影系统逐渐取代了传统的航空摄影。因其具有灵活性和安全性的特点，在资源开发、环境监测、城市建设方面被广泛应用，可以快速地获取影像数据，成为无人机测绘技术的一项重要优势。无人机飞艇低空监测系统的研制，在原有相机系统的基础上，对其进行创新和改善，将低宽角低空数码相机和检校软件进行结合，借助特殊的图片重叠关系，可以对机械问题所引起的图像变形误差进行纠正，将误差范围降到最低，并且为保证图片的精准度，提高图像的质量，可以借助边缘视觉补偿相机对其进行调整，最大化地保证影像数据的分辨度、清晰度，避免增加成像系统中的总重量。另外，对无人机遥感测绘技术要点进行严格控制，在信息技术方面，可以实现自动化和智能化，进一步提高工程测绘的效率。

2.5 测绘环境方面

进行工程测绘时，与测绘质量和测绘效率有着直接关系的是自然环境。因部分工程项目的测量环境较为恶劣，对航拍作业造成了一定的制约，如依旧采用传统的测绘方式，不仅对测绘人员带来一定的难度，还对测绘工程的质量造成一定的影响。而无人机遥感测绘技术的应用可以有效改善这一弊端，通过低空飞行，可以更好地开展复杂环境中的测量工作，保证获得数据信息的准确性，进一步提高测绘作业的质量和效率[4]。例如，应用无人机中的影像装置，借助无人机的遥感技术，所获得的影像数据，可以为城市规划工作提供重要的依据。在对城市进行勘测时，借助该技术可以快速地完成数据采集工作，借助计算机技术、图像摄影技术将数据信息直接传输到相关部门，减少测绘人员的工作强度，为测绘工程的现实性、准确性、安全性、可靠性提供重要的保障。

3 无人机遥感技术在测绘工程中的应用实例

该工程项目作业范围为白银市建成区（白银区、平川区），地处黄河上游，甘肃省中东部，位于北纬35°33′-37°38′，东经103°33′-105°34′之间，地势主要以山区、平原、丘陵为主，地势较为复杂。该项目主要是对白银市城市绿地资源的种类、数量和分布情况进行测绘，作业范围面积约75km2，其中白银区约53km2，平川区约22km2，利用航测遥感技术，对整个建成区进行航拍、像控测量、生成正摄影像。对建城区绿地现况进行分析、处理、呈现、统计，编绘绿地现况测绘成果，提交相关管理部门决策使用，推进城市园林绿化建设水平。

3.1 测绘前准备工作

组织实施机构主要包括资料收集小组、遥感影像处理小组、数据生产小组、技术试验小组、图件制作小组以及质量控制小组；人员配置方面共计投入50人以上，其中项目负责人1名、技术负责人1名、生产作业人员42名；设备配置方面所需配置的主要软件包括操作系统、遥感影像处理软件、影像解译软件、数据采集软件、外业核查软件、专业制图软件等，技术流程如图1。

图1 工作技术流程图

3.2 无人机遥感测绘作业

在获取测绘数据时，采用光环Pro无人机进行作业。在对地貌进行测绘时，主要借助无人机遥感技术，以无人机控制系统为核心，以测量技术和摄影技术为辅助，借助空三算法对获得的信息进行整理、修正，以保证数据资料的权威性。保证信息数据无误后，以高分辨率卫星影像、控制成果及DEM数据为基本资料，对全色影像进行正射纠正，将全色影像与多光谱影像进行融合，对其色彩进行调整，使其生成正射遥感影像数据。保证信息数据无误后，将其以标准化的格式进行输入，生成测绘图像。数据采集后，以计算机为载体，构建区域控制网，将相关信息传输到计算机系统中，借助正射影像对其进行校正。

3.3 绿地信息外业调查

该项目在进行外业调查时，地面像控点利用中海达V60RTK进行测量，用国家2000坐标系套用白银市城建坐标系，按照500～800m方格网进行布控，此次像控点的平面误差为±10cm，高程误差为±15cm，总共飞行17个架次，在外业完成后，利用0.2分辨率画面的正摄影像图，结合0.8m 卫星遥感正摄影像图进行各类绿地的矢量化统计。

3.4 质量控制分析

经过公司作业人员的自查及质检部最终检查，本项目数据精度良好，地理要素采集正确、完整，提交成果资料完整，各项指标数据统计核算正确、可靠，可以为后续白银市城市绿地规划与建立城市绿地信息数字化平台，提供数字化成果资料。

4 无人机遥感技术在测绘工程中的应用建议

（1）工程测绘在进行测量时，因地形、地质存在不同，测量范围内的特征也存在着不同。为保证无人机遥感测绘技术顺利落实，确定好关键点测量位置，可以对测量网进行精心布置，安装无线GPS设备，将测量精度的误差降到最低，以保证可以快速准确接收到数据信息。

（2）受自然环境等不确定因素的影响，在测绘过程中测绘的目标可能会发生改变。为保证测绘质量，准确确定检测点的位置，加强对测绘过程的监督管理工作，形成全面有效的监测网，在发生异常情况时，可以快速地对其进行调整。

（3）无人机飞行技术水平与测绘结果的质量有着直接的关系，为确保无人机的整个飞行过程在可控范围内，必须加强工作人员的培训教育工作，确保可以熟练地掌控无人机飞行，以保证所获取数据资料的精准、可靠。

5 结束语

总而言之，无人机遥感测绘技术的应用对测绘工程项目具有重要的作用，符合现代化测绘工程的需求，为工程建设提供了重要的保障。应用无人机遥感测绘技术不仅可以降低投入成本，保证工程的测量成果质量，还进一步提高了工程效率，必须高度重视。加强优化无人机的测绘流程，提升测绘工程的精准度，以确保在测绘工程中发挥更大的价值。