无人机遥感技术在测绘工程测量中的应用探讨

刘华峰

（北京京密鸿图测绘有限公司，北京 101500）

关键字：无人机；遥感技术；测绘工程；工程测量

工程测量的综合性与专业性较强，测量对象涉及地表地物、水文构造、地下矿藏等，且测绘环境存在差异性，必须应用先进的测绘技术。随着专业技术的快速发展，传统测绘技术得以改进，开始出现信息化测绘，相应加强了测绘技术的适应性，提升了测绘精细度。开展工程测量时，合理应用无人机遥感技术对待测区域实行全面勘测，以此满足工程测量工作的需求，应该加强与其他技术的联合，最大化发挥技术支持作用。社会的快速发展给测绘工程带来了很多的机遇，但是同时也带来了挑战，目前社会工程对于测绘工程的精度要求越来越高，而且对其工作效率也提出了更高的要求，所以测绘工程要想提高工作效率和工作质量，必须引入先进的技术，而我国的无人机遥感技术在发展过程中逐步完善，可以很好地应用在测绘工程之中，它可以提升测绘工程的工作效率以及测绘的精准度。而且无人机遥感技术在测绘工程中，能够更加快速高效地获取相关的信息。由于无人机遥感技术的发展还不够成熟，一些实际的操作，需要工作时进行实际运用才能够得知。

1 无人机遥感技术综述

无人机遥感技术是指利用无人机搭载遥感传感器，结合遥测遥控技术、边缘融合技术、无线通信技术、GPS定位技术以及CIS地理信息技术，在获取工程影像数据的基础上对影像进行同步传输，并完成影像数据处理、建模、分析。也就是说，无人机遥感技术借助较先进的机器、驾驶飞行器技术、遥感传感器技术、GPS技术等，可对工程测绘测量工作进行空间遥感信息的自成化、智能化、专用化获取。无人机遥感技术主要包含数据处理系统、无人飞行器平台、GPS导航定位系统、数码传感器等。其测绘工作原理是：地面控制站根据具体的测绘需求和实际工况选择恰当的无人机，借助搭载的传感器和高清摄像机，在设定好的无人机航线上做好无人机姿态稳定控制、飞行轨迹控制和任务管理控制等，从而实现对地物的测量。无人机遥感技术凭借机动、快速、经济等优势，成为测绘工程测量中较为理想的实际应用技术，无人机遥感技术即借助无人驾驶飞机，使用多种传感器来完成所需信息的全面收集，依托先进技术对信息进行科学分析与处理。该技术可以出色地完成各种难度的测绘工作，也可以在各类救援工作中发挥关键作用，更能为城市规划与战略方案的设计带来一定的帮助，使城市建设方案具备可行性和合理性。新时期，无人机遥感技术在环境监测、国土资源调查等多个方面的应用将切实有效地提高工程测量的准确性，完成高分辨率的图像采集与共享，为多角度的研究提供全面和科学的数据。无人机的类型较多，如多旋翼式无人机、固定翼式无人机、无人式直升机以及无人式飞艇等，每种类型均有自身的优势。多旋翼式无人机可借助螺旋桨来完成高难度的悬停并在工作中保持悬停状态；固定翼式无人机以电能为动力，产生的噪声极小，具有一定的隐蔽性；无人式直升机不仅可以做到悬停，还能够实现垂直起降；无人飞艇靠空气浮力进行飞行，极具可控性并有广阔的使用空间。为了将无人机技术更好地应用在测绘工程测量环节，技术人员必须深入和全面地研究技术组成，结合工作需求选择适合的无人机技术，在提高工作效率的同时科学做好成本的控制。

2 无入机遥感技术特点

无人机遥感技术之所以在多个领域得到广泛应用，主要是因为这项技术操作简单、检测效率高，并且还十分灵活方便。在科技不断进步的带动作用下，无人机技术研究逐渐深入并且越来越成熟，在操作方面也变得越来越简单化。在应用无人机遥感技术时我们只需要提前设置好它的飞行路线，然后再依据实际情况进行数据校正，就能够获得比较理想的测绘信息。在无人机应用过程中出现问题之后，系统具有自动判断功能，会在发生问题后自动回到起点进行故障排除，等到故障消除之后又可以再次投入测量。另外，无人机遥感技术在进行数据测量时其工作效率是比较高的，在遇到突发情况时候，无人机遥感技术的反应速度也比较迅速，能够有效避免突发事件对无人机所造成的负面影响，为测量工作的顺利进行提供有效保障，在测量进行过程中可以有效规避严重问题的出现，并且还能够满足人们对于数据测量的多种要求。无人机的灵活方便性也十分突出，在不同的地点均能够完成起飞以及降落，并不需要建立专门的机场。并且，无人机在使用过程中也是十分方便的，能够在多种方式的帮助下顺利完成不同地域的起飞以及降落动作，同时还可以快速地到达目的地。

3 无人机遥感技术的应用优势

3.1 难度系数低

我国对无人机技术的研究在迈向更深层次的同时，也在推动无人机的操作逐渐简便化。在大部分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精准的测量结果即可。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，无入机能“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。

3.2 观测效率高、成本低

无人机遥感技术在测绘测量中的数据传输为实时传输，无人机可以利用光谱分析对监测空间进行信息采集，在几秒内完成测绘以及数据信息的实时传输工作，信息处理的高速性能有效提升测绘效率。不仅能够为观测工作提供效率上的提升还能为测绘人员提供一定的安全保障，避免人员进入到空中对建筑物进行测量，实现了人员与设备上的成本节省。测绘施工与其他工程施工不同，工作环境较为复杂，所以在进行工作时受到周边环境影响的因素较大，增加了测量偏差的差异性。但是，GPS的应用，主要通过卫星实现定位，不需要人为较多的参与，从而避免了环境、天气等诸多因素的影响。通过对实际信息的监测建立三维模型，呈现在设备中，为工作人员提供直观、清晰的信息内容，既能够提升测绘技术的效率，还能提高测绘工作的质量。

3.3 信息处理的速度比较怏

随着技术水平的发展，无人机遥感技术的信息处理速度在不断加快，在发展的过程中，无人机遥感技术的分辨率也在不断提升，所以在用无人机遥感技术测量时，能够快速精准地获取数据，然后将数据传至有关部门，随后对信息进行专业的处理。由此可以看出，无人机遥感技术的数据处理速度极快，能够有效提高工作效率。

3.4 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。另外，无人机遥感技术还在不断创造奇迹。完善测量技术，这一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状况更加清晰明了，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。

4 无人机遥感技术在测绘工程测量中的具体应用

4.1 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，并且综合分析。在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。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。同时可以判断拍摄得到最终想要的效果，也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。

4.2 信息处理的应用

应用无人机遥感技术能够收集、处理地理信息。在传统工程测量中，信息处理对人工操作的依赖度较高，准确性与实用性有限。在现代信息技术支持下，相应提升了信息处理要求，人工操作已经无法满足应用的需求。因此，无人机遥感技术得到了广泛推广与应用。相较于人工操作，无人机遥感技术的作业速度更快，测量结果的准确性更高。在工程测量中，无人机遥感技术地应用使得测量结果具备较高的实用性与精确性。在能源行业发展过程中，矿产测量项目增多，尤其是煤炭资源勘测，通过无入机遥感技术，可以确保资源勘测的效率与准确性。在工程开采作业中，企业注重开采广度与深度，借助无人机遥感技术对工程数据进行处理，提升数据信息处理的效率，也保护了生态环境。在工程治理工作中，可以通过无人机遥感技术降低工程开发产生的不良影响。还可以通过使用无人机遥感技术进行低空飞行，确保数据准确性的同时，通过该技术高效处理数据，能够有效改善工程环境与生态质量。

4.3 在突发事件中的灵活应用

无人机遥感技术的应用极为灵活，彰显出极强的时效性，可以在第一时间获取到一些突发事件的关键信息和重要数据，通过拍摄视频图像，协助制定解决方案，无人机遥感技术会将相关数据进行实时传递与共享，特别是在重大自然灾害发生时，可以为灾区救援与后续的重建等工作带来有力的技术支持。例如，地震发生期间，工作人员需要收集震地的地面信息，而普通的遥感技术无法在第一时间掌握所需的信息，可能耽误救援时间，而使用无人机能够传送指定区域的地面情况，同时可进行实时监控。尽管无人机遥感技术与测绘工程测量环节的结合将不断提高工作效率，但技术人员仍需在使用中考虑无人机的升降性能和抗风性能，才能使其可以在各种环境下完成任务，扩大测量面积，为测绘工程的进行夯实基础，扩大经济效益。

4.4 在低空作业、特殊目标获取方面的运用

目前，无人机遥感技术在测绘工程测量中的运用越来越广泛，尤其在低空作业方面发挥的作用越来越大。航拍自动化发展更加完善，与之相配套的数据处理软件不仅能提升无人机的自动化水平，还能提升无人机操作的灵活性，为无人机遥感技术提供更多技术支持，以更好地实现图像的捕捉和拍摄。如：较大比例尺的测图工作是无人机低空航测系统项目中最主要的成果。另外，无人机遥感技术具备自动检验功能的组合特宽角低空数据相机系统，此系统运用科学的软件可以展开进一步的校验，从而最大程度地避免获取到的数据由于机械变形造成误差。同时，此系统创造性地利用边缘现场补偿相机姿态角度提升精度的方法，极大地减轻了成像系统的整体重量，科学替代了三轴云台。另外，在特殊目标获取方面，无人机遥感技术获取数据信息更加准确，精度更高，位置更准，能够实现测量目的的同时大幅节省人力物力。

4.5 在城市规划中的广泛应用

设计人员须以长远的眼光看待规划工作，借助无人机遥感技术收集所需的各类数据，做好数字模型的构建与完善。在实际的工作中，设计人员可以巧用无人机遥感技术，快速、全面地收集区域内的地理信息，从多角度测量数据，获取各种高分辨率的图像，使城市的地形模型具有实时性和直观性。此外，随着新技术的融入，设计与规划人员能够实时掌握城市现代化建设的实际进度，借助无人机传递的资料判断规划方案的落实程度，通过无人机拍摄的多角度视频科学判断规划的成效。若借助无人机遥感技术发现城市的建设与实际需求不相契合，技术人员可以马上实施针对性的弥补措施，使得城市建设与规划高质高效。在收集城市规划所需的数据时，技术人员可以根据工作需求，调整无人机等设备的拍摄角度、范围及路线等，使航拍数据更为精准和全面。

4.6 恶劣环境中的应用

进行航空拍摄时所面临的环境较为恶劣，无人机遥感技术可以在恶劣的环境中进行工作，在测绘工作中无人机遥感技术能够在条件较差的地区快速精准地完成测量工作，且不会因为外界因素的影响而降低地理信息测量的精度。在恶劣的外界环境中使用无入机遥感技术，能够有效保证测绘工程的质量，拍摄的影像、测量的数据都有质量保证。如果将无人机遥感技术应用到城市规划、城市实时监测、自然资源开发等方面，能够有效保证数据的准确性，确保这些工作能够顺利开展，由此可以看出无人机遥感技术对测绘行业的重要性。随着科技的发展需要测绘的地方越来越多，而且这些地方对于技术的要求也越来越高，因此对无人机遥感技术有了更严格的要求，无人机遥感技术在未来发展过程中，要能绝对克服恶劣的自然环境，保证能够在艰苦的环境之中顺利开展工作，这样才能更好地为测量工作服务。

4.7 矿山测量上的应用

矿山开采是我国重要的经济支撑之一，矿山所在之地一般地势都较为恶劣，地势险峻、环境特殊，传统的测绘技术无法监测整体的矿山状态，所以具体工程实施的计划以及测绘工作极其浪费时间，不仅耗费大量的人力，还会耗费大量的设备、资源，大大增加了矿山开采的成本。而采用无人机遥感测绘技术，可以忽略地理环境的影响，通过航空监测来获取测绘目标与周围环境的资料，并对资料进行处理，为矿山的开采提供重要的影像、数据资料。同时，还可以通过无人机与传感器的结合为相关人员提供实时监测信息，促进工作效率与质量的提升。

5 结束语

综上所述，无人机遥感技术的发展完善得益于社会发展和科学技术进步，将其应用到多种行业当中都取得了令人瞩目的成绩，在日后还需要注重对无人机遥感技术特点进行分析，发挥无人机遥感技术优势，提高我国工程测量的整体水平。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。在日后还要重视无人机遥感技术的优势，结合不同需求制定合理测绘方案，保证测绘结果的质量，提高测绘事业发展水平。