基于测绘工程测量中无人机遥感技术运用

欧阳凯

（广东省地质局第三地质大队，广东 韶关 512026）

1 无人机数字化内容

无人机数字技术产品主要包括数字高程模型DEM、数字线划地图DLG、数字高程模型DEM。创建DEM后，将航空摄影平面位置和空间位置相结合，从而掌握目标测量区域的整体情况。DOM可以全面收集数据，并对数据进行处理、整理，如图片修剪、数据标注、镶嵌作业等[1]。DLG是基于DEM空间模型所创建，利用数字划线功能绘制地图，数据编辑对象为DEM资料，用于及时记录数据和空间关系，根据地形数据实际情况提取数据信息要素，以此保证无人机测量数据的精准性[2]。

使用航空摄影测量技术能拓展无人机使用领域，勘测指定目标，对地形地貌数据进行提取，及时掌握所在地的气候条件和地质特点，对实际地质进行测量和预报，对测量目标进行实时监测，通过相机的拍摄比例还原数据，统一实现拍摄与计算的功能。在复杂地区中利用无人机测量地质数据，观测者根据数据需求特点、测量精度、地形等参数要求，可以通过控制平台选择合适的摄像装置及机型，统筹规划无人机航行路线。在低空拍摄时，通过DEM和DOM分析控制图像，测量人员可以对数据品质进行检测，利用DLG实现价值数据的测量，实现完整测量系统的创建。

2 无人机遥感技术的使用优势

2.1 监测范围广泛

在传统监测方式中，监测效果与范围成反比，缩小监测范围能提高检测效果。但是，无人机遥感技术能提高监测精度，在技术改进中扩大了监测范围，所以，无人机遥感技术还能提高工程测绘范围。另外，利用此技术能在无人机仪器中通过三维方式展现目标区域实际情况，实现直接测绘。

2.2 提高监测效率

利用无人机遥感技术能提高测量工程的监测效率与质量，及时处理突发事件。

2.3 提高可兼容性

仅将一种遥感技术应用于实际测绘工程中，会出现测量遗漏问题。而在不同场合使用无人机，或使用多种遥感技术，能弥补单一遥感技术的不足，对测量技术进行完善，提高遥感技术的兼容性，并且使技术处理效率和质量得到提高。

2.4 提高处理效率

普通卫星处理效率比无人机遥感技术低，无人机遥感技术的图像分辨率较高，可降低实际操作出错率。无论是数据收集速度还是数据处理工作，均具有一定的优势。

3 无人机遥感技术的使用

在城市规划设计过程中，无人机遥感技术作为城市发展的主要构成，在规划设计城市过程中要求具有大量测绘信息，制图人员以测绘数据实现制图操作，绘制大比例地形图，为相关部门提供决策参考，促进城市发展。

3.1 获得测绘影像资料

在测绘工程测量过程中使用无人机遥感技术，需要根据待测区的实际地貌、地形合理设计飞行平台和路线。完成设计后要进行试飞，对设备平台的合理性进行分析，再利用无人机遥感技术得出测绘影像资料。使用此技术时，需同时使用三角测量技术，避免出现漏洞。其次，在无人机遥感技术实际使用的过程中，需对飞行姿态做出调整，利用转弯缓冲、拍摄补偿等方式使拍摄画面符合影像处理标准，避免对资料获取精准性造成影响。某项目航飞方案如图1所示。

图1 航飞方案

3.2 实现数据收集

通过无人机遥感技术收集数据主要包括自动加密和手动采集两种方法，手动收集数据要以先进的网络技术为基础，将计算机远程控制技术和实际采集需求相结合，保证手动收集数据具备针对性，并且满足基站实际收集需求，像控点布置如图2所示。

图2 某工程项目像控点布置

无人机遥感技术能够实现自我保护，应用到无人机内部控制系统中，能够在存储收集数据信息后实现存储器加密设置，使数据信息的安全性得到提高。使用此技术是由于网络技术不稳定，为避免在使用时受到黑客、病毒等入侵，或因不法分子基于利益驱使窃取数据信息，工作人员在获取存储器内部信息数据时，需利用访问权限输入用户名和密码，完成核对后得到内部信息。

3.3 在低空作业中使用

无人机遥感技术能在低空作业中使用，例如，无人机遥感技术可以在防火救援、城市援助和环境检测等多个领域中使用，能提高人们生活质量。在科学技术持续发展中，无人机遥感技术的应用也越来越广泛。低空作业对技术使用安全性具有较高要求。无人机遥感技术能提高作业效率及测绘工作的自动化水平，使作业工作效率得到提高。另外，无人机中使用的新型高精度数码相机能够实现垂直、水平和倾斜等角度成像。在实际使用中由于成像角度比较多，所以，能够避免建筑物、高山等遮挡，使实际测量数据精准度等得到提高。

在低空作业中广泛使用无人机遥感技术，其先进的控制系统尤为重要。如使用无人飞艇低空航测系统时，主要利用其自稳定、自校验、自主创新等功能，合理设计成像物体重叠关系，纠正机器运行误差。另外，调节补偿相机拍摄角度，使拍摄技术精准度得到提高，确保无人机遥感成像的合理性与精准性，使影像处理技术分辨率和清晰度得以提升。使用无人机遥感技术还便于获取数据资源和目标信息。如在大比例地形图绘制中，要获取局域特殊地理信息资源，确定位置。传统航拍技术只能对物外貌和轮廓进行描述，而使用无人机遥感技术能可提高影像资料精准度，节约大量财力和物力，提高无人机遥感技术使用合理性和科学性。

针对部分文物建筑及工程项目进行测绘时，其信息获取较为困难。借助无人机遥感技术，能提高信息获取和使用的可靠性与便利性。在实际工程项目测绘时需收集特定目标数据信息，在此过程中使用无人机遥感技术，以提高数据信息获取精准度，有序开展特殊项目测绘工作。

3.4 无人机影像空中三角测量

目前，行业市场中的空中三角测量软件自动化程度不同，数据处理软件包括Image Station系统、helava系统等。此种数据处理软件的特色比较明显，可以利用匹配技术和图像识别等技术自动得到像点坐标，通过平差软件计算，能够得出待定点地面坐标和影像外方位元素。利用空中三角测量加密数据处理软件和地面控制点计算所有加密点地面坐标，能够支持大数据和胶片影像。半自动两侧控制点外的其他工作皆能实现自动化处理，如自动提取连接点等。另外，Patb平差软件能实现平差计算和粗差检测，及时完成低空无人机影像平差结算，测量流程为：

1）数据准备。创建航飞示意图与参数实现影像拓扑关系，包括影像和模型。

2）工程自动内定向。将相机参数和相片框架作为基础，恢复影像和相机为内定向。实现像方坐标系的创建，以及内定向文件的生成。

3）连接点的自动提取。在对工程影像进行内定向之后，进行自动转点。根据实际需求逐一的选择相邻的两张影像同名点生成自动转点成果，转点流程说明及测区成果（见图3、图4）。

图3 DATmat ei x软件空三测量处理流程

图4 某工程项目测区成果

4）交互编辑。在完成自动转点后，将平铺视图作为基础查看连接点的分布情况。假如影像中缺少连接点可以人工添加，对较差连接点进行编辑或者删除，在控制点设置到工程区域四周，对连接点精度全面掌握。如果属于平差收敛，将拼接视图作为基础查看连接点的分布情况。根据预测的控制点点位添加其他控制点，将争议点列表中的点删除或者编辑。若平差解算不收敛，缺少争议点信息，就要对影像中是否存在连接点进行查看，以连接点分布实现连接点添加，开展平差结算。之后，通过patb界面重新设置sigma值，取值和结算sigma值一样，平差后编辑争议点信息，直到争议点消失。最后一次平差结算需对输出验后方差解算及粗差剔除后结算。在平差结束之后，通过工程文件实现所有影像加密点、相点和控制点的文件进行生成。

5）空三结果。根据空三预览功能将连接点剔除，从而进行空中三角测量。因为在数据迭代时无法实现，所以，通过权重大小进行反复试验，提取大误差点后，实现权值接近值和影像分辨率的设置，设置之后通过patb进行空三计算，计算完成后将pri文件打开对结算精度进行查看。

4 结语

综上所述，在测绘工程测量中使用无人机遥感技术具有重要价值，需引起相关部门重视。测绘人员需全面掌握无人机遥感技术的使用优势，得到测绘影像资料，快速处理突发事件并实现数据收集，具体分析无人机遥感技术在测绘工程测量中的应用现状，进而促进我国测绘工作的可持续发展。