无人机遥感测绘在基坑监测中的应用研究

胡贝

（中南勘察设计院集团有限公司，武汉430000）

1 引言

无人机（Unmanned Aerial Vehicle，UAV）是一种由动力驱动、机上无人驾驶、依靠空气提供升力、可重复使用航空器的简称[1]。无人机与遥感技术的结合，即无人机遥感，是利用先进的无人驾驶飞行器技术、遥感传感器技术、遥测遥控技术、通信技术、GPS 差分定位技术和遥感应用技术，完成遥感数据处理、建模和应用分析能力的应用技术[2]。无人机是未来信息环境下，一种数据驱动的空中移动智能测量机器人。随着航空、计算机和微电子等技术的发展完善和无人机遥感测绘实用化的研究，无人机在工程测绘中的应用越来越广泛。

2 无人机遥感技术特征

与传统遥感摄影技术相比，无人机遥感不仅改善了测绘工程对于气象条件较强的依赖性，还简化了工作流程、降低了工程成本、缩短了测量周期。此外，无人机遥感测绘还具有机动性强、维护操作简便以及低空分辨率高等显著优势，由此被广泛应用于城市建设中。

在工程测量中引入无人机遥感技术，可以极大地缩短区域范围内的测量时间。在监测工作中使用无人机遥感技术，能在较短的时间内全面、精准地掌握建设项目区域内的信息，同时还拥有非常好的图像质量。进行信息处理时，良好的图片质量以及较高的处理速度有助于增加最终结果信息的精确性，对促进工程测量进一步发展具有重要意义[3]。

在实际使用无人机遥感技术时，不仅要能精准识别区域内体积较大的物体，同时也要能够捕捉较小的物体，这样才能保证测量的效果与准确性[4]。

将无人机遥感技术应用到基坑工程测量中，能够根据实际测量需求灵活地变化测量范围、实现特定区域的重点测量[5]。通过无人机遥感技术的应用，在基坑监测过程中无人机能够将获取的数据及时传输到处理系统中，从而反映测量点的真实情况，有效提升工程测量结果的直观性[6～8]。

3 无人机遥感基坑测绘关键技术

3.1 数据处理

在测绘工程监测作业过程中，由于基坑作业的复杂度较高，需搜集和整理工程项目涉及的各项数据资料，为后期各项作业的顺利开展奠定良好基础。

对数据进行处理时，为确保数据处理的准确性、科学性和有效性，需要通过扫描各种不同类型的图纸获得矢量化数据，并根据具体情况完成相应赋值；转化矢量数据时，需要对矢量数据格式进行统一化调整。在完成投影变换和构建拓扑关系后，建立精准地遥感模型[9]。

3.2 做好地质建模，提高监测精准度

在基坑测绘作业过程中，由于地质、地形因素的影响，遥感技术在应用过程中的监测数据会受到一定的影响。因此，应在结合当地地质资料的基础上，做好地质建模工作，以此在妥善处理监测过程中各种问题的同时，进一步提升工程监测数据的精准度和可靠性，最终为三维数据库的建立和完善奠定良好基础。

4 无人机遥感测绘基坑监测工程应用

4.1 基坑变形机理分析

无人机遥感基坑监测实景如图1 所示。基坑施工作业过程中，基坑变形情况主要包括基坑底部的隆起、地表的沉降、围护结构变形等，在摄影测量技术应用过程中，需要对基坑变形机理进行系统化分析。在挖面卸荷过程中，基坑变形的原因主要有以下几点：（1）基坑地层隆起。在测绘工程施工过程中，基坑地层隆起是影响基坑稳定性的重要因素。（2）围护墙的变形。测绘工程施工过程中，围护墙变形也是影响摄影测量数据精准度的重要因素。

图1 无人机遥感基坑监测实景

4.2 基坑测绘具体应用

在基坑测绘工程的监测过程中，其监测内容主要包括环境监测、维护结构监测以及支撑结构监测等，应用摄影监测技术时，相关工作人员需做好如下工作：（1）合理设置监测基准点。在摄影监测技术应用过程中，通过上述分析可知，基坑变形问题的存在在一定程度上对测绘质量和监测效率而言有极为不利的影响，在具体应用过程中为保证技术应用效益的最大化发挥，基层产业机构和相关主管部门工作人员需合理设置监测基准点。（2）合理设置变形监测点。在进行变形监测点设置过程中，其位置设置的科学性、合理性与否，在很大程度上对监测数据结果的精准度具有重要影响，而近年来随着测绘作业量的持续增加，为提高检测结果的精准度，变形监测点在设置时，除了保证监测点在同一直线以及均匀分部外，也可以采用强制对中墩提高测量精度。

5 结语

遥感和摄影测量是现阶段基坑测量工程中一种新型的监测技术。与传统测量手段相比，不仅确保了测量数据的精准度，同时也保证了工程建设的安全性、稳定性和合理性，最终为预期建设作业目标的达成奠定了良好基础。

经分析，将无人机遥感技术应用到基坑测绘工程监测作业中，通过对比多维度数据显示了细节特征，确保了监测数据的精准度。通过以立体角度对地质对象实况进行观察，可帮助施工单位获取作业的相关信息，在实现数据科学化处理的基础上为后期施工作业的顺利开展奠定基础。