浅谈无人机遥感测绘技术的应用

陶杨

（安徽城市管理职业学院，安徽 合肥230000）

1 背景概述

无人机技术即无人机遥感技术, 是通过利用无线装置来控制无人机,实现快速的获取信息的先进技术。无人机遥感技术具有自动化,信息化,智能化,数据化等优势,在各个行业应用中显示其突出特点。传统的地面测绘信息的采集主要是依靠人工,卫星或载人飞机来获取, 但采集信息的外在环境影响大、成本费用高、信息处理和更新速度慢等限制了在测绘工程的应用。无人机技术主要的配套设施包括： 无人机平台、GPS 定位处理系统、高分辨率的数码传感器以及数据分析平台, 是将计算机技术、GPS 导航、和信息通讯技术及数据处理技术相融合的高新技术。相比之下,无人机遥感测绘技术成本低、操作简便、成像显示清晰、采集周期短等优点[1],这些优点弥补了传统的测绘手段的不足和缺陷。目前, 无人机遥感测绘技术研究取得了重大进展,本文通过对无人机遥感技术分析, 加强大家对此无人机测绘技术的认知, 为后续测绘技术的发展做出了展望及该技术的应用瓶颈进行具体的分析。

2 无人机测绘技术的优势

2.1 快速高效的监测过程

鉴于无人机技术无需实际的驾驶员操作,极大的降低了机体的重量,使无人机飞行操作更简便。无人机较小的体积体现出操作的灵活性强及使用时的场地要求低。随着无人机技术的革新及配件的日益完善,受到环境因素的影响会逐渐降低,使用的智能化会逐渐体现,技术人员运行的专业技术要求会逐渐降低。运营成本低。随着遥感技术的融入,无人机技术应用范围越来越广,市场需求越来越大,获得巨大的发展动力。利用无人机测绘往往能够快速到达监测区域, 其自身的设计参数能够作出快速的判断及实际现场监测作出分析。正常无人机监测的设计范围为300-350 平方公里, 超过该面积的需重新设计参数,较大的监测面积体现出工作效率的提升[2]。监测现场后会得出一系列图像信息,快速对其分析,得出该区域的实际情况。比如在出现一些紧急的突发性事件, 采用无人机测绘技术可以及时处理突发事件,缩短必要工作时间,减小不必要的经济损失。在土地调查、城市规划、野外作业等领域效果明显,在保证监测精度的同时还可保证效率,减少人员时间。

2.2 宏观的监测区域

无人机遥感测绘进行小范围监测管理和数据收集, 实现对狭小的地理空间进行监测和数据采集,同时,无人机遥感测绘技术主要运用光谱分析技术和计算机处理软件, 对监测区域实现同时多架、多角度、多次的大范围的数据分析和信息采集,对更大范围和空间进行监测, 在各个阶段都会是体现出良好的精准度。此外,无人机遥感技术还可以通过三维模拟技术,更为真实的模拟宏观情景为应急事件的处理等提供准确、宏观的技术信息。在需要进行大范围监测时,可以启用多台无人机连续无死角的测量,建立局部区域数据分析平台,实现多台无人机数据共享和整合,及时处理无人机传输的信息。

2.3 处理信息效率高无人机导出的图像分辨率更高,与传统卫星导航影像相比,达到0.1-0.5 米范围[3]。在土木工程测量时,测量的目标有时会出现遮蔽现象, 卫星导航或者仪器难以照准观测目标,或是在地面观测难以确定对象范围时,利用无人机测绘技术进行监测,可以提高监测区域的信息获取速度。无人机遥感技术与GIS 技术快速集成,迅速搭建监测应用系统。从目前监测指标来看,无人机测绘都具有符合标准的时间、空间分辨率,测绘局和测绘公司所用的航摄用的无人机能保证精度对测区进行监测、采集测量数据,并获取就具体的地物地貌信息,在测量工程中有广泛的应用。

2.4 安全可靠性在安全及可靠性上,虽然无人机遥感技术在我国使用的时间并不是很长, 但是随着我国人工智能技术的不断创新研究,测量行业对地质测量工作的要求越来越高,无人机遥感测绘技术的使用也就应运而生。无人机遥感测绘在一定程度上比人为的测量结果更安全和可靠。该技术的运用可以极大的释放人力,测量人员只要操作无人机,无需带着测量设施亲身去现场实际的监测,避免环境产生的安全问题,尤其是恶劣的野外环境及特殊区域。因此,无人机技术的应用在很大程度上保证了科研人员和操作人员的安全,在地质监测方面,展现出巨大的潜力和实用性。

3 无人机遥感技术的实际应用

3.1 复杂地区工程测绘中的应用

传统的导航摄影测量对地形环境要求比较高, 无人机遥感技术可以应用到地形环境不理想的地区。在特殊复杂的地区,比如有云雾天气或地形起伏剧烈的地区使用传统摄影测量效果不理想,运用无人机遥感技术来进行测绘,无人机航测受地形因素影响较小,能保证测绘精度。无人机遥感技术采用无人服务系统,推广和普及测绘这项技术的科学技术化,在特殊复杂工程监测时,可以广泛运用和信息化管理,提高整体管理水平和监测精度。例如在进行矿山的测绘时, 必然会导致矿山周边环境的破坏, 但是利用无人机测绘技术不仅加强了测绘的精度和矿山的保护,而且人员安全得到保障,不涉及危险作业。

3.2 低空监测时无人机遥感技术的应用

通过无人机遥感技术中的无人飞艇低空航测技术,在海拔较高的山区中,视线不好或者环境条件恶劣的情况之下,使用无人机遥感的拍摄技术获取高清影像资料。另外,通过无人机遥感技术展开低空航拍,利用低空数码相机以及无人飞艇低空航测,降低测绘误差。采用专门的数据处理软件,利用软件的逻辑性和智能化提高无人机自动化的信息处理技术水平。无人机技术自动化的使用解决传统低空航测测定中数据处理的瓶颈, 信息处理精确度及可靠性的提升。因此,可以得出无人机的遥感技术提供更多的技术支持,而且具体操作更加灵活方便,对于图像的捕捉更加清晰。

3.3 数据采集和数据处理中的应用

在数据采集过程中,无人机利用变焦数码相机,先标定变焦镜头,在分析标定结果,找出焦距与相机和畸变系统参数之间的关系,快速获得高质量的影像资料,便于后期数据的分析[4]。传统的室外测量后会通过人工进行纸质记录和数据分析, 会出现图纸和数据的混乱。无人机则会利用计算机技术记录保存数据,进行自动的排序,合理筛选数据。通过处理软件进行绘图或直接得出相关系数,直接明了的反应测绘数据所得出的结论,并且保存完整,有效的数据,以供后续研究。

4 无人机遥感测绘技术的展望

随着人工智能时代的到来和科学技术的快速发展,新兴的测绘技术必将取代传统的测量技术。无人机技术在其平衡度及操作控制方面的日益完善,配套拍摄精度的提高,监测过程信息处理的快速及自动化, 导致无人机测绘技术必然会替代传统的测量技术。同时,通过理论研究和实践操作及大量的工程项目,提高了工程测量中无人机遥感技术使用, 保证了各项工程测绘工作的顺利实施。无人机遥感测绘技术需自我完善的几个方面包括：传感器的精度,环境因素的抗干扰性,信息处理的智能化,无人机自身的结构研发,监测范围的扩大化,配套设备(摄像,坐标定位等)的精细化。因此,无人机测绘技术的广泛运用还有待继续研究,克服其自身的问题点才能发挥其特有的优势。

5 结论

近几年来测量行业对无人机遥感测绘技术的重视程度和科研人员的不断开发创新, 无人机测绘技术已广泛应用于工程测量工作,有效地提升了整个测量的简便性和准确性,即将成为一种发展趋势。无人机遥感技术推出,为整个的测绘工程发展提出了新的方向,在测绘技术上的创新,为整个的测绘工程不断发展提供了良好技术支持。但是无人机遥感技术依然存在不少的技术难题,还需要进行不断的摸索以及实践。