无人机遥感技术在测绘工程中的应用

蔡奇

（徐州市勘察测绘研究院有限公司，江苏 徐州 221000）

1 引言

随着我国经济、社会的发展和城市化进程的加快，我国的基础设施建设迅速发展，很多测绘工程都对新的测量方法提出了更高的要求。随着遥感技术的迅速发展，无人机遥感技术在复杂的地形、高精度的测量任务中具有响应快、数据精度高、成本低等优点，可以满足现代航空技术发展的需求，是继卫星遥感、航空遥感技术之后，新一代航空技术发展的一项新技术。

2 无人机遥感技术概念

无人机遥感是一种利用无人机进行信息采集和处理的技术，可以最快的速度获得所需要的数据。无人机的遥感技术主要有无人驾驶飞机的平台、高精度的数字传感装置、GPS定位、资料分析、处理等。无人机遥感技术是一种将计算机、GPS、信息通信、数据分析和处理技术相结合的高效综合技术。在测绘领域，无人机的应用前景是无法估量的，它不但可以为用户提供可靠的测绘服务，而且可以为用户提供有效的救援服务。对无人机遥感技术进行深入的研究，将有助于推动我国城市规划的科学、合理发展[1]。

3 无人机遥感技术工作原理

无人机的主要种类有4种：固定翼无人机、无人直升机、多旋翼无人机、无人飞艇。采用电力驱动的固定翼无人机，便于拆卸，噪声小，隐蔽性好；无人直升机具有垂直起降、悬停等多种功能，可方便地利用测绘工程测量；多旋翼无人机拥有多个推进器，能够在空中悬停，并能维持悬浮；无人飞艇是通过控制空气的浮力来控制飞行的，它的使用范围更广。为了确保国土资源管理和土地开发工作获得更加详细的数据，以及随着城市规模的扩大，各种基础设施的重建，都需要更加详细的数据。无人机在实际应用中，采用数字传感器、无人机遥感平台、导航系统、数据处理系统等综合手段，可在低空范围内进行数据采集，既能确保数据实时、高分辨率，又能降低无人机的使用成本[2]。

4 无人机遥感技术的特点

4.1 优势

无人机遥感图像的分辨率比目前高精度卫星图像的分辨率高，并且能够快速、高效地与GIS等遥感应用系统结合，构建绿色应用环境，为用户提供全生命周期服务。该系统的实际应用可以提高测绘工作的工作效率和广度，单台无人机日监视的最大容量为200～320 km，可以在较短的时间内产生高分辨率的影像资料。通过采集到的影像资料，可以对测区进行直观的识别，并形成相应的分布区，从而为之后的测绘工作打好基础。

4.1.1 监测范围广

对测绘项目来说，选择技术要考虑到测量的范围，由于测量的领域的不同，测量的结果也会有很大的差别。由于地图面积大，要取得精确的测量资料就比较困难。但无人机遥感技术，具有很强的适应性，可实现大面积监控，并可通过遥控来调节监控区域，使监控对象的信息更为详尽。

4.1.2 监测效率高

采用无人机遥感技术，可以直接提升监测效率，确保及时有效地处理各种问题。如果监测的效果不够好，就会出现疏漏，造成严重的后果，影响到整个测绘工作的正常进行。

4.1.3 系统兼容性强

与其他测绘技术相比较，无人机遥感具有较好的系统适应性，可以突破地域、时限等多种应用领域局限性。在实际运用中，可以将无人机遥感技术和其他技术有机结合起来，使其对工程的测量更为全面，对各类信息的处理效率更高。

4.1.4 信息处理的速度比较快，分辨率相对较高

随着科技水平的提高，无人机遥感技术也在逐步完善。在采集到需要的监控数据时，能够将收集到的信息及时、高效地传递给有关的决策机构，保证了技术人员在数据处理工作方面的高效性。随着自动化程度的逐步提高，对信息处理技术的要求也越来越高。另外，与常规卫星处理技术相比，无人机遥感影像具有更高的分辨率和更高的清晰度，直接提高了对数据的准确性，保证了测量工作的正确性[3]。

4.2 不足

首先，在无人驾驶飞机的情况下，飞机的稳定性很差。无人机最大的优势就是质量轻，容易被大风吹得失去平衡，导致画面的清晰度降低。

其次，传感器的控制性能差。传统的无人驾驶飞机由于技术条件的制约，控制精度不高，导致监控精度下降，不能适应大比例尺测量的需要。

最后，对通信系统的依赖性太强。无人机的有效监控是依靠技术人员的操作，利用传感器进行数据传输，因此，无人机的控制程序太过依赖于通信，这就给了黑客们一个很好的机会，一旦遭受黑客攻击，不但会影响到无人机的正常运行，还会造成严重的安全隐患。

5 无人机遥感技术在测绘工程中的应用

在测绘工作中，尤其是在低空和某些地质条件不佳的地区，常规的测量方法不能很好地进行常规的测量，从而影响了测量的准确性。在极端条件下，利用无人机遥感技术，可以弥补传统方法的缺陷。由于无人机遥感技术具有较高的低空探测性能，在恶劣的环境下能很好地完成测量任务。为保证无人机在以上环境下的检测工作的效率和质量，必须着重解决：一是在恶劣的环境进行低飞测量，必须采取相应的防护措施，以保证无人机的安全，并提高其工作效率和质量；二是在实际应用中，要根据科学技术的发展，适时地更新无人机低空作业遥感技术，以增强其灵活性和灵敏度，保证在极端条件下的检测质量，提高测量的准确性[4]。

5.1 矿山测量

随着社会和经济的发展，人们对各种矿产资源的需求日益增加，为了确保各种矿产资源的有效利用，减少对周围环境的负面影响，必须借助无人机进行有效的测绘和测量，为工作人员提供有效的数据。由于大多数资源开采区环境恶劣，地形复杂，常规的测量方法难以获得有效的测量数据，而利用无人机技术可以深入边远地区进行勘探，从而为矿区的发展提供全面的地质数据和图像信息。同时，在矿产资源的开发中，环境保护工作同样重要，环境部门要利用无人机的遥感技术，采集各种数据，进行分析、处理，为以后的环境管理、整治等工作提供参考，并对采矿企业进行有效的监督，并使用无人机进行高空监控，杜绝滥采的现象。

5.2 城市规划

随着我国城市化进程的加快，必须采取切实有效的措施来确保城市规划的科学性。运用无人机遥感技术对各种测量数据进行分析，建立直观、实时的地形模型，可以保证城市规划的合理性。利用无人机遥感技术，可以从多个角度获得某一特定地区的地理位置，并能获得高精度的地质数据，从而为从事城市规划、施工的人员提供准确的城市地理信息。在对数据进行分析的过程中，应考虑到无人机的倾角、航线等问题，并对所获取的图像进行处理，以确保数据的准确性和有效性。

5.3 海岸地形

沿海地貌信息在养殖、资源开发、军事建设、基础设施建设等领域有着重要的应用价值。采用无人机遥感技术对沿海地形进行测量，具有较高的精度，能够采集大量的地形地貌信息。在实际使用中，要注重对地面基础数据的收集，采集沿海地区的潮汐数据，并根据实测地区的实际情况，基于实时天气设计出一条适合于无人机的飞行路线，以保证无人机在复杂状况下的飞行安全，保证实际测量的精度和质量。在设置测量控制点时，应注意：当单航线可以覆盖整个测控范围时，应采取3～4条基线布置测控点；如果单条航线不能全部覆盖，则必须制订一套新的测量方案，通过对采集到的数据进行分析、处理，最后得到完整的海岸线地形图。

5.4 突发事件

针对突发事件发生的地区，可以及时地绘制地图，但由于时间有限，常规的测量方法往往耗时太久，无法及时有效地进行应急处理。如果在地震发生时，要及时获得地震资料，利用无人机的技术，不但可以获得实时的数据，而且可以获得特定地区的具体情况。此外，在突发事件发生后的重建工作中，无人机遥感技术也得到了广泛的应用。

5.5 影像资料

将无人机遥感技术用于测绘工程测量，其基本前提是要提供高品质的飞行平台。与常规的图像采集方法比较，由于无人机遥感的实际飞行偏转角比较大，而图像的成像范围比较小，因此，要充分利用空中三角技术来保证其工作的效率和质量。此外，在获得所需要的图像数据时，必须将曝光延迟的补偿、转向缓冲技术、合理的飞行姿态控制相结合，从而保证图像采集的准确性。

5.6 数据资料

在进行测绘时，需要严格按照有关的程序来采集有关的数据。

第一，正常情况下，采集数据的方法有自动化采集和人工采集，为了保证测量工作的顺利进行，两种方式要合理结合使用，保证数据的有效传递，提高采集的效率和质量。

第二，在收集到所有的数据后，还需要再进行一次测试，以提高系统的准确性。在采集数据的过程中，要依靠科技手段，适时地更新和改进无人机的成像解析度，以提高采集到的各种数据的准确性。

第三，在使用无人机进行测绘时，既要注重采集到的各种数据，又要加强对采集到的数据进行分析，从而保证数据的准确性，从而为提高测绘工作的效率和质量打下良好的基础。

6 结语

综上所述，无人机遥感技术作为一种高新技术，在测绘工程中发挥了积极作用。其成本低、易操作、测量范围广、数据精准、图像清晰、不受地形限制等特点科学有效地提升了测量工作的技术水平，为城市基础设施建设的高质量发展奠定基础。