工程测绘中无人机遥感测绘技术的运用

宗爱华 隗合翔

北京市测绘设计研究院 北京 100038

工程测绘是工程项目中的一项重要工作，便于了解施工现场的实际情况，做好充足准备，确保工程的顺利进行。在工程测绘工作中，应用无人机遥感测绘技术，可以实现自动化作业和智能控制，有效检测整个工程，降低项目的测绘成本。在地形测绘、建筑物检查、突发事件处理等各方面得到广泛的应用。为此工程项目需要合理应用该项技术，加强测绘把控，为后续施工提供一定保障。

1 无人机遥感测绘技术的应用优势

1.1 测绘效率高

无人机遥感测绘技术和GPS技术的结合应用，可以为测绘人员提供一定的支持，减少人力操作，工作人员不需要进入到复杂的危险区域，便可获得更高精度的数据。而且在具体工程测绘中，根据现场的实际情况来实时的调整无人机的飞行速度和高度，提高观测效率，获得更为全面准确的数据信息。无人机与高精度的彩色数码相机结合，获取更高清的图像，也能减少人力资源的投入，充分掌握被测区域的各项要素，节省测绘时间，提高测绘效率。

1.2 操作方便

随着科学技术水平不断提升，无人机遥感测绘技术也在不断升级，呈现出了自动化和智能化的特点。而且与GPS定位设备等组合在一起，发挥各项技术优势，使得测绘点的布置更加方便。在陡峭山体和茂密丛林中采集数据时，根据测绘要求来设计航线，布置测绘点，然后应用无人机遥感测绘技术便可进航测绘，获取全面数据，不会受到复杂地形的影响，操作十分方便。

1.3 监测范围大

无人机遥感测绘技术在工程测量中的监测范围更大，有着良好的监测效率。在处理应急事件时，如果不采取恰当的监控手段，很容易错失处理事件的最佳时机，损失更多的经济效益。而应用无人机遥感测绘技术，可以自主确定工程监测范围，直观的表现出工程和监测目标地区的真实情况，收集地形资料数据借助地理信息软件，构建3D模型，更加直观的展现监测区域的情况，可以掌握突发性事件的预兆和发生位置，对突发事件进行科学处理，提高监测效率。而且无人机遥感测绘技术，可以在复杂的地理条件下开展作业，进一步扩大了监测范围，适用于大型工程项目的测量工作中。

1.4 融合性较强

无人机遥感技术，具有较强的融合性，能够通过结合不同的测绘技术，构建完善系统。技术之间相互弥补，相互促进，发挥各技术的优势。通过无人机遥感技术，提高应用价值，弥补传统测绘的弊端，获得良好的测绘效果。

2 工程测绘中无人机遥感测绘技术的应用要点

2.1 做好航线规划

在工程测绘中应用无人机遥感测绘技术，首先需要掌握工程区域的特点，做好航线规划工作，才能保障社会的全面性和准确性。第一，要明确工程任务所在区域的边界，尤其是一些十分复杂的地形边界，例如森林密集区。进行边界验证，保障能够成功完成路线的规划。第二，在工程测绘时要扩大数据采集的范围，避免图像变量过大。因此在设计航线时，要考虑找到中心位置，将中心点与边界的距离为航测半径，在此基础上扩大10%～30%，从而保障测绘结果的精度，有效控制数据误差。第三，要确定航测中的关键内容及整合工程的各项资料，分析其中存在的复杂情况明确航测重点，并做好航测的记录工作。

2.2 合理布控图像控制点

确定好航线后，合理布控图像控制点，确定控制点的数量。图像控制点的布设要负责，容易测量，不易损坏的要求，还需要进行合理布局，能够监测到被测区域的全部范围，获取全面信息。首先应用RTK GPS等技术为影像控制点的布设提供一定帮助。对影像控制点进行精准定位，然后检查是否合理。其次，根据被测区域的实际情况来确定控制点的数量，一般小比例尺设置4个控制点就能满足测绘需求。最后建立三维模型，输入基准坐标。

2.3 获取数据和影像资料

在工程测绘中应用无人机遥感技术需要获取数据和影像资料。该技术能够对各个物体形成坐标，然后进行精确定位。为了保障影像资料科学合理更加高清，要重视各模块科学合理的选择。首先要注重飞行器平台等模块的选择，引进先进的技术设备升级现有系统，保障测绘的精度。其次，合理设置航测的参数。同向飞行无人机同向复合率需超过6%型。侧向飞行无人机侧向复合率需超过30%。在航测过程中还需要控制好航测的高度和速度。如果在倾斜方向进航测量飞行的高度，需要超过180m，速度维持在6～8m/s，如果在正方向进航测量，飞行高度应该超过80m，速度维持在6～8m/s。合理设置航测的参数，确保符合测绘需求。第三，在航摄过程中需要注意通过从多个角度进行拍摄，获取更为详细的三维影像数据保障测量结果。对于获取的各种资料要做好复核和检测，确保数据精确，然后进行二次飞行进行补测，从而提高数据的精确度。在测绘范围内收集相关信息，形成影像拍摄时，可利用三维建模对拍摄画面再次深入加工，获取更高清的图像信息。由于无人机体积小，安装的数码相机无法规范的排列，导致拍摄的照片有一定的图形叠加情况，尤其是转角或俯冲拍摄时，受到角度偏差的影响，图像叠加问题十分严重。为此，要调整好变焦参数，提升相机的拍摄效果，确保获取更加清晰全面的图像数据。

2.4 测绘数据的收集

完成无人机测绘工作，生成工程测绘结果，做好整理工作。在整理数据时要做好数据的叠加度处理，生成该区域的完整图像。要对数据进行校验和核对，控制坐标点的误差，确保整理后的数据具有较高的应用价值。工程测绘结果以专用图形显示，例如总平面图、功能分区图等，利用显示图更加的直观。因此在整理测绘结果时，对内容进行比对处理，对初始图形内容进行比对后生成相应的新图形，可以更加直观的了解测绘对象的变化情况。在数据收集方面，采用手动采集和自动加密数据收集两种模式收集测绘数据。无人机遥感测绘技术涉及到的信息内容数量虽然庞大，具备一定的实时性，可采取自动化收集，并对数据进行加密传输。自动加密是无人机内部系统的一种自我保护机制。传感器接收到图像信息后，暂存该部分信息。系统中包含加密设定，对于这些信息进行加密处理，在后续调用拍摄图像时，需要通过权限访问加密的信息，从而保障数据的安全性。

2.5 数据信息的存储

所有工作完成后，要存储已排序的数据，便于后续数据信息的提取应用。 无人机遥感测绘技术能够实时的收集数据，做好存储工作。在实际应用中可以也建立完善的数据库，以时间节点和数据节点作为分类，依据存储测绘的数据信息。利用一些关键词进行标记，在提取时输入关键词并可获取相关的数据信息，为后续工作提供重要的依据。

2.6 加强信息样本的处理

以往对数据信息的处理是人工处理，而随着信息技术水平不断提升，无人机遥感测绘技术的应用，有效解决这些问题，可以自动准确的处理信息，提高数据信息的处理效率。而信息处理后，可以为工程测绘提供重视依据，保证工程顺利推进。在工程测绘工作中，借助学习样本，综合分析工程的质量问题，及时发现其中的不足之处，做好调整工作，确保测绘数据得到合理的应用。

2.7 实景建模

应用无人机实景建模技术，其原理是在无人机上配备倾斜摄像机，弥补无人机飞行不佳状况时的漏洞，从不同的角度采集测绘数据。无人机实景建模技术可以将空中几何校正，三角剖分与网络水平进行比较分析，给出更加精确的坐标信息，构建三维模型。通过搭建实景，为工程的顺利进行提供一定的支持。

3 无人机遥感测绘技术在工程测绘中的具体应用

3.1 地形测绘

地形测绘是工程测量工作中的重点内容，在传统测绘工作中需要工作人员到现场开展大量的测量工作，以便能够获得更加全面精确的进行数据，绘制高质量的地图。而应用无人机遥感测绘技术，可以省去很多传统测量工作中的步骤，减少人力资源的使用。无人机遥感测绘技术操作十分方便工作人员进行合理操作，在航线范围内进行使用，轻松捕捉到地形信息和地表的各种变化情况，传输实时的数据，掌握地形的具体情况，然后利用地图的形式呈现出来，便于工作人员精准的判断地形，为工程的开展，做好充足准备。

3.2 建筑物检查

工程测量工作中也需要检查测量区域的建筑物，主要是了解建筑物的坐标，质量情况等主要内容，应用无人机遥感测绘技术，精准捕捉数据，拍摄高清的照片，应用三维建模开展全面检查，减少人力资源的投入，提高建筑物检查的效率。

3.3 地表覆盖状态监测

地表覆盖状态的变化会对环境和人类活动产生一定的影响，尤其是开展工程建设时，需要了解地表覆盖状态的具体情况，进行有效规划，做好预防工作。为此应用无人机遥感测绘技术监测大范围的、复杂地形。被测区域范围大，视野开阔，能够展现良好的测量效果。但如果地形十分复杂，同时还会受到山体丛林及云层的影响，传统的航空摄影测绘技术，难以达到良好的测绘效果，而应用无人机遥感技术可以解决这一困境，不受到这些因素的影响，轻松的飞跃森林和山区记录，被测区域的情况，掌握被测区域地表覆盖状态的变化，为相关工作提供重要依据。

3.4 城市规划

在城市规划建设方面，要掌握现阶段城市的最新数据，开展科学规划工作，实现城市的可持续发展[1-4]。因此在工程测量工作中，应用无人机遥感技术获取所有需要的数据信息，构建三维立体模型，了解城市现状，根据发展计划制定规划方案。首先，利用无人机遥感技术收集城市地理信息，开展多角度监测，为城市规划人员提供高分辨率的图像信息，更加直观的呈现地形模型。例如在测绘工作中可以进行低空作业处理。无人机遥感技术利用电磁波的反馈机制验证内部的信号，再将数字信号转化为相应的图像，获得更加清晰的影像。通过低空处理，可以规避，观察视野受限这一情况，获得更加全面的数据信息。其次，可以与信息技术进行有效融合，便于城市规划人员及时掌握关于城市现代化进程的各类信息，开展城市规划评价工作。最后，获取所需的数据后，开展城市规划方案设计工作。便于设计的方案符合城市实际情况，若存在不符内容可结合测绘数据进行有效分析，进一步优化方案，为城市规划提供一定的支持。

3.5 矿山测量

在矿山测量活动中有着较大的安全风险，传统的测绘技术已经不再适用，为此技术人员可借助于无人机遥感技术开展测绘工作，掌握矿山现状，制定合理的开采方案，提高矿产资源利用率，也能有效控制开采活动对矿山环境的影响。首先矿山环境十分复杂，应用无人机遥感技术，可以克服这些恶劣的环境，收集矿山的各项数据信息，掌握全面信息后，分析矿山情况，制定合理方案，确保矿产资源的开发能够顺利进行。其次，利用无人机遥感技术，做好数据监测工作，获取动态的数据信息，了解矿山情况和方案的实施效果，及时捕捉异常数据。最后建立生态建设保护方针，重视环保工作，将无人机遥感技术应用于环境监测中，规范施工人员的操作，杜绝违法行为，落实生态工程，有效保护环境[5-7]。

3.6 海岸地貌测量

海岸地貌测量难度比较大，在工程测量工作中应用无人机遥感测绘技术，便于工作人员清晰掌握海岸地貌，获取精确度更高的数值，为海岸资源开采，渔业发展等提供一定的依据。无人机可以低空飞行，也可以检测沿海地貌的变化情况，收集全面的地理信息。首先在实际测量工作中，技术人员要根据被测区域的实际情况来设计航线。根据当地天气情况，控制无人机遥感技术的应用，如果遇到降雨强风等天气，应当立即停止测绘。其次，合理布控图像控制点。若单个飞行路线可满足测量范围需求，可采用3～4个基线合理布设检测站。如果单个飞行路线无法满足测量范围的需求，则需要了解无人机具体飞行密度进行计算，进从而合理布控检测站。通过合理应用，无人机遥感技术，获取更高精度的海岸地貌信息。在这一过程中，无人机可以低空飞行，更加的灵活，不会受到沿海地区条件的影响，高效的完成测绘任务，确保测绘的安全性。

3.7 处理突发事件

在面对泥石流、滑坡、地震等突发事件时，传统的测量方法无法有效开展。应用无人机遥感测绘技术，能够实现对测量目标的动态化监测，能够有效应对恶劣的环境，规避环境中各类影响因素，捕捉到监测目标的信息，向控制中心传输动态化信息，及时发现现场的异常问题，做好应对工作，灾害发生后，也能及时获取灾区的具体影像，更好的应对突发事件，制定救援方案[8-10]。

4 结束语

综上所述，为了保障工程的建设质量，需要提高对工程测绘的重视程度。在工程测量工作中合理应用无人机遥感测绘技术，规划合理航线设置好参数，采集数据和图像信息进行恰当的处理分析，做好数据存储，为后续的应用提供一定的依据。在地形测量、建筑物检查、地表覆盖物变化情况，检查中合理应用该项技术，为城市规划矿山测量和海岸地貌测量提供技术支持，获取高精度的数据信息，了解工程被测区域的实际情况，进一步优化方案，确保方案更加合理，工程建设顺利进行。