测绘工程测量中无人机遥感技术的运用

赵国波 武汉科岛地理信息工程有限公司

在测绘工程中，合理运用无人机遥感技术，能够大幅提升相关人员的测量效率[1]。它不仅可以使工程单位对环境的探测更加清晰，还可以有效避免人工实地探测过程中可能会遇到的各种危险。因此，在测绘工程中，相关的工作人员需要强化对这项技术的应用，从而使工程探测效率得到提高。

一、无人机遥感技术

无人机遥感技术，如字面意思即是无人机、遥感传感器与多种新兴技术的组合。通过将遥感传感器搭载在无人机上，再将无线通信、遥测遥控、GPS定位等技术与之相结合，可以有效地获取相关工程所需的影像数据，并将这些影像数据同步传输出去[2]。在此基础上，相关人员能够通过对数据的处理，完成工程建模分析工作。换句话说，通过将先进仪器与遥感传感器、GPS、驾驶飞行器等技术相结合，能够实现智能获取地理遥感信息的目标，简化工程测量工作。无人机虽然是一种飞行器，但并不需要载人，只需工作人员在地面用无线电对其进行控制即可，也有部分无人机本身就携带有远程操控设备，可以自行根据预定的轨迹飞行。无人机并不需要驾驶员在飞机上对其进行操控，所以相对载人飞机而言，其构造比较简单，并且建造成本也比较低廉。在危险地段或其他不适宜人类进行实地测量的地段，无人机能够发挥巨大的作用。而将其与遥感技术相结合，能够有效存储处理信息，增加数据的真实性[3]。从其工作原理上来看：地面的控制站首先需要根据实际情况和测绘目标选取合适的无人机，在其上搭载摄像机和传感器，预先设定无人机的飞行航线，之后控制无人机的飞行姿态、飞行轨迹，使其自动化测量地面实物。由于这项技术具有机动迅捷、经济实用的优点，因而在测绘工程中受到了广泛欢迎。

二、无人机遥感技术的优缺点

（一）操作便捷，安全性高

在测绘工作中运用无人机遥感技术时，工作人员只需要在地面上远程操控无人机的飞行即可，使无人机飞行到需要测量的区域开展作业。如果要测量发生灾害的地区，无人机能够迅速进入该区域收集信息，并可以配合相关搜救人员的工作展开救援行动。如果要测量人力不能到达的地区，比如测量地震或峡谷等地区，则也可以用无人机到达该区域进行测绘。无人机可以避免人类生命健康受到威胁，对存在危险的地区展开侦测探查，从总体上来看具有很高的安全性。此外，无人机系统内部包含先进的智能化和自动化系统，地面工作人员在对其进行操控时，其可以自行分析工作人员的指令，并在分析完成后切实执行指令。因此，无人机的操作比较方便快捷，运用无人机遥感技术可以大幅提升测量工作效率。

（二）图像清晰，数据处理迅速

工作人员运用无人机遥感技术时，获取的图像通常比较清晰。这是因为在无人机飞行的过程中，它能够根据固定航道飞行，在拍摄影像时飞行幅度波动较小，有更大的偏角，从而使得获取的图像具有较强的立体感。同时，无人机内部存储空间较大，因而可以在较短的时间里拍摄很多影像。后期对收集的图像数据进行处理，通常能够获得比较高质的图像。在无人机的飞行过程中，也可以智能调整摄像仪器，拍摄出更加清晰、效果更好的图像。此外，无人机遥感技术处理数据信息也比传统方式更加快速迅捷[4]。由于该技术的处理效率以及分辨率都比较高，并且可以选择准备处理的区域，因而使得数据处理更加精准快速。较大的存储空间也为多程序和多软件的同时运行提供了基础，所以处理数据具有更高的效率。

（三）成本低，范围广

无论是构建无人机，还是使用无人机，它需要的成本都比较低廉，这主要是两方面的原因形成的。一是构建无人机所使用的材料大多为炭纤维复合型材料，它具有高强度、重量轻的特点，能够抗击强大的冲击力。虽然这种材料所需要的价格昂贵，但是由于它能够被重复利用，使用中被损坏的几率比较低，因而有效节约了成本。二是无人机无需载人，不需要飞机驾驶员乘坐飞机进行操作，不需要额外聘请专业飞行员，能够节省资金[5]。再加上无人机的操作比较简单，只需对人员进行适当培训便可正确操控无人机，可以节省培训资金。此外，无人机可以根据实际情况的需要测量各种区域，能够测量的范围比较广泛。如果需要检测某个工程准备建设的区域，工作人员就可以以单位需求为基础，适当调整测量范围，调整无人机飞行高度，扩大测量范围，使得工程师能够更准确地从整体上分析区域环境；如果要提高测绘精准度，则可以适当降低无人机飞行高度，这样能够使获得的图像更加清晰精确。

（四）兼容性强，环境适应性强

由于无人机遥感技术内部系统具有很大的存储空间，因而为各种技术的兼容提供了条件。在需要运用无人机进行测量的地区，大多数环境恶劣、情况复杂，存在着各种可能会对飞行稳定性产生影响的因素。在这样的情况下，为了保证无人机飞行中能够具有较好的稳定性，保证测绘和图像拍摄的精确度，其系统中通常需要配置各种遥感程序，并保证不同程序之间相互兼容。这样的程序保证了无人机能够在不同的工作环境中，合理应对多种影响因素。当测绘工作进行中环境发生变化时，无人机可以及时反馈相关数据信息，便于操作人员采取适当的调整措施。同时，在系统内部包含快速处理信息的程序，可以实时处理收集到的数据信息，使得数据准确性被大幅提升。此外，即便是在恶劣环境里，由于具备低空测量的能力，无人机遥感技术仍然可以被有效运用。低空测量可以有效获取恶劣环境中的地表信息，工程单位即使不到实地测量，也可以收集到他们所需要的信息数据。

（五）飞行稳定性待改进

无人机虽然具有非常大的优势，但在实际运用中仍然存在着需要改进的地方。由碳纤维复合型材料构建的无人机，具有很强的抗性且重量轻，低空测量中能够很轻易地对飞行进行调整[6]。然而当处于高空中展开测量工作时，常常容易受到气流和风力的影响，产生颠簸现象。无人机飞行的高度越高，它所受到的风力就越大，工作人员越难控制无人机的稳定性。在无人机飞行不稳定的情形下，其难以拍摄清晰度较高的图像，获取的信息精确性比较差。所以，有关部门需要进一步研究无人机，使无人机在高空中的飞行也能保持稳定，便于测绘人员获取精准的图像数据。

（六）传感控制器待改进

不同价格和技术构建的无人机系统，会使用差异化的控制器和传感器，形成的效果也会有所不同。如果无人机搭载的探测设备数量较多，它的重量也会随之增加，对其进行控制的效果也会受到影响。此外，由于受到科学技术发展水平的限制，目前传感器系统在获取数据信息时仍旧存在一些阻碍。在无人机飞行期间，控制器和传感器会对拍摄收集的图像产生影响，需要进一步研究改进相关仪器。

三、测绘工程中无人机遥感技术的具体运用

（一）测量环境复杂恶劣地区

在测量地质条件复杂或者环境恶劣的区域时，如果想要精准了解该地区的各项数据信息，就可以运用无人机遥感技术。在这些具有高度复杂性的测绘任务中，通过合理操控无人机，可以方便快捷地获取所需数据。可以在无人机上搭载GPS仪器，将其与地图相结合探测该地区各部分详细情形。在设定无人机飞行路径时，工作人员应以地图标记为依据，重点收集情况复杂区域的数据信息。要合理充分地利用系统中包含的各种成像技术，结合实际需求，从不同的距离、角度等展开测量，获取不同精准度的图像效果，从而较好地满足实际测绘需求。测量环境恶劣复杂地区时，常常会遇到人工无法实地测绘的区域，运用无人机遥感技术，就可以帮助测绘人员掌握近地面的情况，并获取具有较高精准度的图像信息。无人机的低空飞行技术，可以更精准地收集地区环境情况，使测绘单位的规划设计更加合理。

（二）测量城市地区

规划城市之前，应当先运用该技术探测获取城市整体信息数据。首先，工作人员需要展开像控布设工作。通常情况下，工作人员要布设方形网络和像控点。由于航测数据是否精确在很大程度上会受到像控点精度及数量的影响，所以工作人员在实际中要以测量范围和无人机机型设置数目合适的像控点。设置像控点时，要将误差控制在合理范围内，保证测绘结果的精确度。其次，工作人员要合理规划无人机飞行航线和测量区域。工作人员要先明确将要测量的区域范围，并选择出重点区域，在此基础上结合无人机特点展开测量，保证测量结果能够达到实际需求。由于温度和风速等会对无人机的飞行造成影响，过大的风速会导致测绘精确度降低，因此要划分出不同区域，以分类标准为依据调整飞行高度，使测绘结果更加合理准确。最后，工作人员应当注意对图像数据的处理。无人机所搭载的相机拍摄环境情况时有可能会被光照所影响，造成图像产生光学畸变，使测量出现误差。因此在拍摄城市时，要合理设置拍摄空间和角度。在后期处理数据时，适当转换图像格式，运用合适的几何模型校正图像。

（三）测量空间较大地区

在测绘比例尺比较大的地区时（如农业生产区等），往往需要测量该地区的地形获取影像等相关数据。无人机遥感技术就可以较好地测量各种环境下的地理数据，获取整片地区信息，收集重点数据。在测绘工作中，无人机要按照设定的路径航行，在保持良好稳定性的状态下获取较为全面的数据。此外，要能够根据需求做出适当调整，令无人机的飞行需求得到满足，获取高清高质的图像数据。工作人员也要结合专业软件与信息系统，结合地图与导航，控制航拍的整个过程，获取符合需求的数据信息。

（四）实例分析

在测绘某水利工程时，工作人员借助了无人机遥感技术开展测量工作。根据测绘现场的实际情况，计划由6架无人机搭载低空摄影系统完成整个工程的测绘工作。在平面控制网的内部，铺设了四等GPS网，布设24个GPS标识点，联测4个国家三角点。在布设像控点时，保证航向毗连的2个像控点间有9-11条基线跨度，设置分辨率为16cm。无人机在开展测量工作时，用GPSRTK方式对像控点进行测量，借助科学方法明确三维坐标。在采集数据时，固定解状态下VRMS与HRMS都处于2cm之内，通过将两次测量的数值进行加权平均得到最终结果。

四、结束语

在测绘工程中合理运用无人机遥感技术，能够大幅提高测绘工作的效率。在测绘环境情况复杂的地区时，无人机能够弥补人力的缺陷，获得更加精准的测量数据，从而保证测绘工作的准确性和安全性。可以预见，在科技快速发展的背景下，无人机遥感技术将会得到更高宽广的应用，给测绘工作带来更多的便利。