无人机遥感技术在测绘工程测量中的应用探讨

林伟东

【摘  要】随着科技的飞速发展，无人机技术日益成熟，无人机遥感技术作为一种新型的测量技术，在测绘工程中起到了非常重要的作用，可以有效提高测绘工程的工作效率和质量。论文在分析无人机遥感技术的内涵和优势的基础上，详细探讨无人机遥感技术在测绘工程测量中的具体应用。

【Abstract】With the rapid development of science and technology， UAV technology is increasingly mature. As a new measurement technology， UAV remote sensing technology plays a very important role in surveying and mapping engineering， which can effectively improve the efficiency and quality of surveying and mapping engineering. Based on the analysis of the connotation and advantages of UAV remote sensing technology， this paper discusses the specific application of UAV remote sensing technology in measurement of surveying and mapping engineering in detail.

【关键词】无人机遥感技术;测绘工程;实际应用

【Keywords】UAV remote sensing technology; surveying and mapping engineering; practical application

【中图分类号】P237                                             【文献标志码】A                                                 【文章编号】1673-1069（2021）10-0188-03

1 无人机遥感技术的相关概述

1.1 无人机遥感技术简述

无人机顾名思义就是不依赖人工操作驾驶就能够在空中进行飞行的飞行器。遥感技术由四部分构成，分别是遥感器、信息传播设备、信息接收设备以及遥感平台。如果将遥感技术进行分类的话，可以分为微波遥感、光波遥感和红外遥感，这是根据遥感技术所利用的光线上的区别划分的[1]。遥感技术和无人机的碰撞融合，能够让二者的功能、作用和优势充分发挥出来。遥感技术和无人机进行有机结合，能够最大程度地发挥二者的作用和优势。通过实践，无人机遥感技术展现出了其无与伦比的优势，如监测范围广、信息的获取和处理迅速、系统性能优良等。

1.2 无人机遥感技术的应用优势

1.2.1 难度系数低

我国对无人机技术的研究正在迈向更深层次的同时，推动无人机的操作逐渐简便化。在大部分的测绘工程测量工作中，工作人员需要做的只是提前规划并设置好无人机在空中飞行的路线，为无人机指导方向和及时改变数据使之与环境相适应。之后工作人员坐等无人机反馈回来精准的测量结果即可[2]。而且完全不用担心无人机在工作时出现异常情况，因为一旦有问题，无人机能“自救”，就是自我排查问题并且及时飞回起点位置，待问题解决后继续出发工作。

1.2.2 监测效率高

如果是人工测量的话，受各种因素的影响，测量速度不能得到保证。但是无人机则不同，因为遥感技术的使用使得无人机对突发事件的监测功能尤其显著，反应异常灵敏，能够第一时间分析出原因和问题，提高了应对突发情况的能力，降低了突发事件对测量工作的影响，保障测量工作能够顺利进行。

1.2.3 灵活方便

无人机遥感技术在实际使用过程中因为体积小、质量轻，因此显示出极其灵活方便的优势[3]。携带它不会觉得碍事，完全不占空间，而且能够在大部分的区域范围内随时起飞和降落，不用专门为其寻找大片空旷场地。在进行测绘工程的测量工作时，能够随时准备出发去搜集相关信息，完全不用人为看管，完成设定的路线飞行任务，无人机会自主降落在预设处，这满足了工作的大部分需求，提高了测量效率。

1.2.4 监测范围广

无人机遥感技术不断发展成熟，监测范围也越来越广泛，由此引发了应用热潮。无人机遥感技术最大的吸引人注意的点在于它能够进入那些环境复杂恶劣、人工监测难度极高以及人类还没有能力进入的范围进行监测，而且监测结果往往精确度很高，甚至远超人工监测，这对于测绘工程来说是一项具有重大实践价值的技术突破[4]。另外，无人机遥感技术还在不断创造奇迹，又完美结合了三维技术，这一进步做法直接促进测量结果更加精准全面，展示在人们面前的区域狀况更加清晰明了，给相关工作人员节省了很多时间，大大提高了测绘的工作效率。

2 无人机遥感技术在测绘工程测量中的具体应用

2.1 获取测绘所需要的影像信息

利用无人机遥感技术为测绘工程测量工作服务时，为保护无人机以及获得精准无误的影像信息，测绘人员在无人机正式进入区域范围之前，必须要做好调研工作，对区域环境状况进行基本了解并掌握，并且在综合分析多种参数信息的基础上为无人机规划出一条科学合理的飞行路线，然后通过无人机试飞的方式来确定设备平台的位置[5]。无人机在实际的飞行过程中，会不可避免地与预设路线有微微出入或者说有一定偏差，所以在无人机工作过程中，它不仅要获取测量的数据信息，同时还要在测量的区域内拍摄，将区域内的真实情况以图片的方式清晰记录并保存下来，目的是后期工作中对图片进行处理得到三维影像后，来验证获得的测量结果信息的精确程度，也为后期的数据分析结果提供了可靠证明。同时可以辅助拍摄得到最终想要的效果，也同时帮助空中三角测量技术进行进一步的补充和修改，推动其广泛应用。在无人机进行拍摄时，可以尝试控制无人机的飞行姿态、转弯速度，同时还可以变化拍摄设置，如曝光、延迟拍照等来获得影像，这样拍摄出来的内部环境才能够更全面、更直观，更有利于提高测绘工作的质量。

2.2 采集测绘所需的数据

借助无人机遥感技术来进行测绘工作的过程中，要特别关注采集方式。在测量过程中，往往会有2种采集方式来获取测绘数据，分别是手动数据采集和自动加密数据采集。二者当中，前者手动数据采集方式也可以说是远程控制采集方式，这种方式可以实时获得数据信息，但是要时刻确保得到的数据信息是完整的，即便这样，后期还要有序地进行二次检测工作[6]。这种方式要想确保数据资料的可靠性，还要做好检测阶段的管控工作，满足测绘工作的需要。而对于后者来说，工作过程相对来说要简单。无人机上的拍摄装置会将拍摄到的数据信息暂时存储在机器设备里。相关的人员要想获得内部储存的数据资料必须要取得访问权限，之后再对数据进行整理分析，就得到了测绘工作需要的信息资料。

2.3 空中三角测量中的应用

测量工作中有极其重要的一个环节，即空三加密。简单解释就是通过剖析测量时拍摄的图像来确定区域内部分元素。在之前的测量过程中，我们都是借助三角測量方法，但是这种方式有一定弊端。因为无人机在飞行过程中可能会出现一定程度的偏角，而且飞机飞行中受风向的影响不可能保持绝对的平稳，所以给影像匹配造成了干扰，影响了连接点的提取，甚至使得无人机影像旋片角度明显超出预设范围导致影像之间的关系无法做到一一对应。这就需要人工来完成之后的调整对应工作，否则就不能开始之后的影像快拼，既增加了工作人员的工作量，也会耽误工程进度。计算环节，会使用相关的自动化图像处理软件，拍摄好的图像和相关的数据是处理阶段工作的对象。为达到更加便捷处理的目的，我们选择把2条航线当作构架航线，之后根据数据来自由匹配;提取和测试连接点的工作同时展开，进而了解其分布的均匀状况[7]。另外还会人为地增加一些连接点，使模型与航线之间的连接强度提高。另外，要格外注意增设连接点时的操作事项，避开边缘地带，尽量选择增加在影像的中央位置上，这样可以避免边缘变形情况的出现。

2.4 对采集数据进行分析处理

按照传统的工作流程，要对整个测绘工程测量进行划分，分成独立的环节逐一去完成。而当无人机遥感技术应用于测量工作时，能够同时开展数据的采集和处理工作，提高了整个测绘结果的准确性，也提高了工作效率。无人机遥感技术最初在处理数据时面对一个难点，即数码影像的排列方式没有规律，所以一旦无人机飞行过程中出现角度异常，如俯仰角角度过大、旋偏角过小等情况，会导致堆叠现象显著，最后得到的是发生形变的、与真实情况相差甚远的影像。后来，针对这一弊端，无人机的设计人员想到了可变焦镜头，于是在无人机的顶部放置了数码相机，便可以在一定范围内变换焦距，获得宽窄不一的视场角，随后，研发人员受其启发，经过分析计算，得到了科学的参数。通过对原来参数的调整，大大改善了数据处理的效果，很大程度上降低了上述弊端的影响。

2.5 在低空作业中进行应用

无人机遥感技术对环境的适应性很强，即使环境恶劣、复杂，环境内光线昏暗也不影响无人机遥感技术的性能。它凭借其灵活机动的优势，同样能够拍摄出高质量的影像，获得精准的数据[8]。而且对它的操作很简单，再加上上面叙述的优势，使得它在防灾减灾、监测环境和建设城市等工作上逐渐大放光彩。无人机遥感测绘技术仍然在随着科技发展水平的提高而不断优化，最显著的特点就是自动化水平在逐渐提高。另外，无人机遥感技术的拍摄效果也更加清晰，功能增多，所以未来其可以在多个领域来展现其重要作用。

2.6 及时处理突发事件

传统测量手段面对滑坡、泥石流、地震灾害等突发事件时，往往会束手无策，不能正常进行工作。传统方式早已过时，测量耗费大量时间，不能够进行实时的动态测量。一些山区地区会因为地震、滑坡、泥石流等灾害的发生，自然环境急剧恶化，给测量工作带来很大难度。另外，天气因素也会让航空遥感和卫星遥感的测量效果大打折扣，影像获取时间延长、影像不清晰等，与预想的测量目标的效果相差甚远。而无人机遥感技术完美地克服了这些问题，该技术很难受到突发事件的影响，即使是发生了也可以继续深入灾区内部进行动态监测，第一时间测量灾区的具体情况并获取准确的测量数据，为突发事件的应急处理提供重要的参考。

2.7 特殊目标数据信息的获取

在一些特殊目标的测绘中，如军事领域等，这些特殊目标所需的数据资料要更加的详细。由于传统的航拍技术难以获取测量区域的精准数据信息，这就可以用无人机遥感技术，不但获取的数据更加准确，而且拍摄的影像资料也更加清晰，位置与精确度都高，大大提高了测绘成图的制作效率，同时，整个测绘过程节省了大量的人力、物力和财力。

3 针对无人机遥感技术应用的一些建议

3.1 加强无人机的飞行姿态以及传感器的控制

我国的一些传统无人机技术相对来说比较落后，因此，所搭载的传感器的精度都比较低，如果运用这种无人机进行工程测绘，那么所得到的测绘结果的精确度就比较低，不能够达到测绘的标准要求。随着测绘工程对于测量精度要求的不断提升，也就需要无人机传感器的精度随之提升，无人机遥感技术在具体的应用过程中，需要保证无人机的操纵性，只有这样才能搭载精度更高的传感器，并且要充分地保证无人机的续航能力，从而满足一些大型工程的测绘需求。另外，传统的无人机在飞行过程中，由于稳定性不强，特别是在遇到一些恶劣天气时，就无法进行测绘活动，因此，现阶段我国在无人机领域需要重点克服的一个难题之一，就是无人机的飞行姿态，以确保无人机飞行的稳定性。

3.2 提高无人机的起降及抗风性能

使用无人机遥感技术进行测绘的过程中，一般都是自然条件比较恶劣的山区，这对无人机的性能提出了更高的要求，甚至在一些大型工程测绘过程中无人机需要滑降，如果地质条件比较差的话，就会导致无人机的损坏，也很容易造成无人机无法起飞。如果选择小型无人机，那么测量的精准度就会受到影响。根据物理学的相关知识，可以得到，要想提高无人机飞行的稳定性，就必须要增强无人机自身的重量，但是如果一味地增强无人机的重量，那么必然会对无人机的起降条件提出更苛刻的要求。因此，寻找平衡度与无人机自身重量之间的一个函数关系是非常重要的。在进行测量工作的过程中，一般小型无人机都不能获得遥感影像的航拍坐标，这样也会影响影像的具体精准度，仍然需要人工进行补点，这个方面也是现阶段我国无人机遥感技术领域急需解决的一个问题之一。

4 无人机遥感技术在测绘工程中应用的注意事项

4.1 对相关设备进行定期检查，确保其性能

在测绘工程中，无人机遥感技术的具体应用，只有不断提升该技术的水平，才能非常准确地获取测量数据。同时，还应加强对无人机遥感技术的相关管理，定期检查相关设备，做好设备的调试，防止设备老化，以保障设备性能的稳定工作。此外，无人机相关设备运行当中也要做好以下几点：①在设备使用前，必须要依据该设备的操作说明对其进行检查，确保设备是通过质量检测的才能进行测量工作;②按照测绘工程的实际需求，调试好设备的性能，让测得的数据更加准确、可靠;③要求相关单位及人员，做好对电源系统、通讯设备、地面电台等配套设施的管理与检查工作，以保障后续测绘工作的有序进行;④测绘期间，要做好派送影片质量的管理，防止出现不清晰、重叠、航线弯曲等情况，还应注重拍摄影片清晰度与色彩的检查，这也有利于无人机遥感技术水平的提升。

4.2 对像控点的测量流程进行优化

在测绘测量工作中，要想有效提高无人机遥感技术的工作效率，应当合理布设拍摄的像控点，同时不断优化测量的流程。具体可按照拍摄的范围，对拍摄区域的影像与自由网的效果进行检查，从而更好地促进自由网拼图的生成。然后，依据测量区域地形地势的特点，对拍摄的像控点进行优化布设，以获得更好的影像拍摄质量。此外，测量人员不要在采集工作时随意删除或更改原始的设备信息，也无需重复指示无人机数据处理系统，以保障数据的真实性和原始性。并且，在整理数据时，全面、详细地整理数据，可以通过数据采集工作的精确度，让收集的数据更具完整性。

5 结语

综上所述，无人机遥感技术作为较先进的现代科学技术之一，其数据处理效率快、测量范围广、受外部环境因素影响低，可应用于测绘工程测量活动。针对一些复杂的测绘工作，无人机遥感技术可有效地应用到该地理环境当中，不仅提高了测量工作的效率与安全性，而且测量获得的数据也更加准确、清晰。因此，在当前的测绘工程中，无人机遥感技术是不可或缺的一種测绘技术。随着社会的发展，要加强技术研究，不断优化无人机遥感测绘技术，以更好地服务于测绘工程测量工作。

【参考文献】

【1】王艳辉.探讨测绘工程测量中无人机遥感技术运用[J].世界有色金属，2021（05）：141-142.

【2】张红改，梁大飞.无人机遥感测绘在工程测绘领域的应用思考[J].居舍，2021（01）：171-172.

【3】吴贤杰.测绘工程中新技术的应用及技术设计思路探讨[J].世界有色金属，2020（20）：210-211.

【4】郭揆.无人机遥感影像下数字摄影测量技术分析[J].自动化技术与应用，2020，39（09）：52-56.

【5】贺寄三.低空无人机遥感测绘技术在工程测绘中的应用探究[J].城市建设理论研究（电子版），2020（08）：41.

【6】周培诚.无人机遥感技术在测绘工程中的有效应用分析[J].世界有色金属，2020（03）：37+39.

【7】祖琪.探析无人机遥感技术在测绘工程测量中的应用[J].工程建设与设计，2020（01）：188-189+195.

【8】郭宁.关于测绘工程测量中无人机遥感技术的运用[J].华北自然资源，2019（06）：86-87+89.