无人机遥感技术运用在林业测绘工程的尝试

于国辉 陈洪艳 孙炎 韩笑

1、吉林省林业勘察设计研究院 2、吉林省白山市临江市花山国营林场 3、吉林省松原市前郭县园林管理所

前言

在我国社会经济以及科学技术快速发展的时代背景下，无人机遥感技术的运用成为现阶段我国最前沿的一种测绘技术。与以往的测绘技术相对比，无人机遥感技术的运用具有十分显著的优势。在林业测绘工程中有效运用无人机遥感技术，不但可以最大程度降低测绘的成本，同时还可以极大提高测绘的准确度以及工作效率。因此，本文就无人机遥感技术运用在林业测绘工程中的尝试展开分析，以此来确保林业测绘工作的全面性以及准确性。

1 无人机遥感技术的简述、工作的原理以及运用的优势

1.1 简述

无人机遥感技术，其实就是指通过应用遥测遥控技术、无人驾驶飞行器技术还有遥感传感器技术等来分析数据的应用、处理以及建模等的一种技术[1]。无人机遥感技术具备用途广泛、体积小、成本费用低以及重量轻等特征。对于无人机遥感技术来说，这是一种以无人机飞行器为核心的图像传感、搭载遥感等的工作系统，为了可以得到目标准确的有关信息，需要运用GPS系统以及无线电等，以此来实现3S技术的有效结合实现，这样对于林业资源的调查、测绘等可以更加方便且精准，进而便于有关工作的开展。

1.2 工作原理

就无人机遥感技术而言，就是运用无人机自备的程序控制装置还有无线电遥感技术来对无载人飞机进行操作，并且其将无人飞行器作为平台，配合各种不同的遥感传感器来将远程空间的遥感信息获取，接着再经过电子信息技术的处理和加工之后就可以依据相应的精度要求来将其制作成为正射遥感的影像[2]。而对于无人机而言，在其飞行之前可以先将有关参数设定好，在参数设置完成之后，无人机就可以通过自驾系统实现智能化、自动化飞行，在有需要的时候，也可以将飞行切换成为手动控制。无人机在飞行过程中可以与地面指挥中心之间实现数据互通，这样无人机所拍摄下来的信息还有图像等就可以实时传输到地面的指挥中心，而地面的指挥中心也可以按照工作的需求以及图像来对无人机航行的轨迹进行调整。运用无人机技术对数据进行处理可以将数据的最大价值充分发挥出来。现阶段我国比较成熟的无人机数据处理平台是Pixel Crid，该平台可以将遥感影像技术的一体化处理实现，具体来说实现无人机航拍图像的应用、分析、收集、存储还有显示等。在对其进行运用之后就可以得到3D Model、DSM、DEM、DOM等一系列的信息数据。与此同时，还可以应用AreCIS、Envi、ERDAS等平台来对光谱数据进行处理。将无人机遥感技术运用到林业测绘当中时，需要满足国际通用的标准。无人机在沉降监控的过程中，需要按照航行的路线来收集图像。但是由于在实际操作时，立体成像对航拍照片方面有着比较高的要求，因而需要有效控制航拍的路线[3]。而在收集同一个目标的图像时，则要求按照一定距离位置进行拍摄，并且还应按照相对应的模型来实现立体成像，进而有效地提高无人机数字测绘系统的准确度。

1.3 运用的优势

1.3.1 可以实现有效监测

对于无人机遥感技术而言，其具备有效的监督作用，当林业资源发生意外事故的时候，可以按照实际情况来采取有效的处理措施，以此来缩短处理时间，进而降低林业企业的资源损耗。与此同时，无人机遥感技术和信息收集相对于其他方式来说，可以对林业工作人员工作的状态进行全面掌握，这样就可以有效监控林业的工作人员[4]。同时，在林业地区运用无人机遥感技术时，一旦林业发生有关问题，可以及时地通知林业地区的负责人，这样就可以实现信息的及时传输。在林业测绘的过程中无人机遥感技术可以按照测绘工程计划的工作安排来对工作进行有效监控。并且在实际运用的过程中，若是发生相关问题也可以运用无人机遥感技术来监控现场，这对于工作人员有效地处理有关问题而言是非常有利的。

1.3.2 有助于林业测绘水平和效率的全面提高

在以往的林业测绘工程中，一般都是采取人工测绘的方式。但是对于林业地区来说，其环境比较恶劣，所以很难实现人工的测绘操作[5]。并且当林业地区处在极为恶劣的环境时，还会对人工测绘工作造成全面阻碍。就人工测绘方式而言，这不但会对社会工作的准确性造成影响，而且还会对社会工作的全面性造成影响。而在林业测绘工程中全面的运用无人机遥感技术可以将有关的人工操作问题有效地解决，并采取机械化的测绘方式，这样才可以使测绘工作更加科学有效。相对比以往的人工测绘方式来说，无人机遥感技术具有较高的准确度，并且其监测的范围也比较广，在测绘的过程中无人机遥感技术发挥着极大的价值和优势，而且可以有效地调节测量的范围。由此可以发现，无人机遥感技术在林业测绘工程中的运用可以全面提高林业测绘的水平以及效率。

1.3.3 具有比较高的检测率

在林业测绘工程中运用无人机遥感技可以使得检测率得到有效的保障。相对比于传统的测绘方式来说，无人机遥感技术具有更高的效率，可以使得整个测绘过程的高效性以及规范性得到有效保障。与此同时，对于林区当中的山沟等位置，运用无人机遥感技术来进行测绘可以实现更加方便有效，以此来使得测绘的适应性，测绘的结果得到有效保障。除此以外，对于无人机遥感技术而言，其还具备三维仿真模拟技术，这样就可以使得测绘画面的直观效果进一步提高。

1.3.4 可以实现更快的数据处理

就无人机遥感技术而言，其设置可分辨率极高的数据处理器以及数码转换器，这样就会使林业测绘的信息数据具备了更高的分辨率。与此同时，在数据处理器的运用下，可以将无人机拍摄到的画面转变成为人们所需要的数据信息，并且还可以将数据处理的结果传输到控制端。对于无人机遥感技术而言，该技术在林业测绘工程中的运用，不但可以使测绘的分辨率以及信息数据处理的效率得到有效提高，同时还可以使数据的准确性得到有效保障，进而为林业测绘工程的开展提供可靠的数据支撑。

2 林业测绘的传统方式

2.1 手工勾图方式

手工勾图是林业早期测绘的一种方式，在运用该方式进行林业测绘时，需要测绘人员进入林区进行实地地形的观察，然后按照比例尺和特定的要求来勾画出界限，再通过比例尺将林业区大概的面积计算出来。对于手工勾图来说，所计算出来的结果往往和实际数值之间存在较大差异。之所以会造成这样的现象，主要有两个方面的原因：一方面受到人为操作的影响，测绘人员在实际操作的时候，由于个人的职业素养不高，工作经验不足，所以在测绘的过程中就依据自己的主观判断来进行分析，这样就不能够确保数据的准确性[6]。另一方面就是在地形图测绘复印的过程中，出现了变形的情况，这样就会造成其中的尺寸发生改变。而且在手工勾图的过程中，若是没有有效地观察一些山沟，那么也会导致测绘图中存在误差。

2.2 GPS测绘方式

对于GPS测绘方式而言,其实就是需要测绘人员带着GPS绕着林区的边界走一圈,但是在行走时可能会发生行走困难的情况。所以，在行走之前就要求有关测绘人员一定要了解林区边界的地形，避免出现行走不到位或者是走出界限的问题。与此同时，在运用该种方式测量林区的山沟位置时，可能会出现GPS失去定位信号的问题，这样就会导致定位出现误差[7]。除此以外，GPS的信号很容易受到外界因素的影响，并且林区中的信号比较弱，所以就不能充分有效地发挥GPS的定位功能，进而造成测绘存在比较大误差。

2.3 在线卫星地图软件测绘方式

对于在线卫星地图软件而言，这是一种将各种地图软件功能融合成为一体的软件。但是这些地图软件的更新都需要供应商进行修改，而在地图更新的过程中，会使得林业测绘产生一定的误差，并且在使用时还可能会出现不能出图的问题。

3 林业测绘工程中无人机遥感技术的具体运用

3.1 无人机遥感技术在航空拍摄中的运用

将无人机遥感技术运用到林业测绘工程当中可以将林业资源的情况更加高效、快捷地拍摄下来。因为无人机上搭载着具有高分辨率的光学相机、CCD数码相机还有激光扫描仪等设备。这些设备的存在会清晰地拍摄下林业资源的情况，并且还可以为之后林业测绘工程的开展打下坚实的基础[8]。与此同时，在无人机的内部还设置了微型的计算机处理系统，这样就可以对图像进行拍摄和扫描，并且还可以对图像进行初步加工，进而为林业测绘工程的开展提供有效的数据以及图像。

3.2 测绘信息采集过程中的运用

在林业测绘的过程中运用无人机遥感技术来采集信息数据的时候，其实也并不是全自动化，还是需要与人工操作进行结合。因为现阶段的无人机遥感技术受到技术方面的制约，在利用无人机遥感技术采集信息数据时，无人机并不能对所采集信息的合格与否进行区别。所以，在这个时候需要通过人工的方式来筛选采集的信息，将其中不合格的信息剔除掉，将合格的信息数据保留下来，以此来使得无人机采集信息的精确性以及有效性得到最大程度的保证。将无人机遥感技术和人工进行有效的结合，还可以使得采集的信息及时地传输到控制端，这样对于工作人员掌握采集的信息数据来说是非常有利的[9]。在采集完林业测绘区的信息数据之后，就需要分析所采集的信息，还应该确定无人机飞行的航线是否出现偏差，将无人机航线的分析和采集工作做好，才可以使得无人机遥感技术所拍摄到的影像以及图像的准确性得到有效的保障。

3.3 在数据处理中的运用

对于无人机遥感技术而言，其具备非常强大的数据处理能力。相对比于其他的数据处理工作来说，林业测绘工程因为存在着容易发生污染问题及林业面积比较大的因素，所以在对其数据进行处理时就会比较困难。而将无人机遥感技术运用其中就可以高效、快捷地实现数据的处理。与此同时，对于以往林业资源的环境管理来说，因为没有进行有效的指导，所以造成许多林业地区的环境治理效果没有达到理想的目标[10]。而无人机遥感技术的运用可以有效地了解到林业资源被破坏的情况以及生态环境的实际情况，这样才可以将林业环境治理的信息数据及时地做出来，进而为日后环境治理方案的制定奠定坚实的基础。

3.4 无人机作业过程

在运用无人机遥感技术的过程中，首先要确定好测绘区的面积、纬度、气候条件以及林业资源等。接着启动无人机，通过飞行控制系统对无人机的起飞、飞行姿态、高度以及航向等进行控制，并在无人机上配置相应的微单相机。与此同时，做好与地面控制中心的联系，这样才可以实时传输无人机拍摄的画面。对于无人机而言，具备飞行速度快、效率高、安全稳定以及飞行灵活等优势，对于山地复杂环境的航拍作业是非常适合的。在航拍的过程中，要确定当天的天气情况，一般运用无人机遥感技术来进行航拍时，天气应该要晴朗，并且风速比较小[11]。在无人机飞行之前，应对飞行的航线进行规划，并且还要设置好飞行的航向，以此来使得之后数据处理精度得到有效保障。

3.5 图像的处理

在进行图像处理时，使用Agi Soft Photo Scan的无人机数据处理软件来对采集的图像进行处理。而对于该软件来说，其具有最新的多视图三维重建技术，并在此基础上让图像自动生成为分辨率高的数字模型，还带有空间参考坐标，这样就可以直接进行测量。具体来说，在对图像进行处理时，首先应对无人机的影像进行检查，将航拍中成像效果差、拐角处重叠度过大的影像都筛除掉，然后将姿态数据还有影像数据输入其中，做好相应的处理工作之后，将其中分辨率比较高的正射影像剪裁出来。

4 结语

综上所述，对于无人机遥感技术来说，这是一种高效的检测技术，尤其是对于林业测绘工程来说，无人机遥感技术的运用不但可以使测绘的工作效率得到有效提高，还可以使测绘所产生的误差有效降低，有效解决林区测绘过程中存在的信号干扰以及测绘行走困难等问题，进而可以高效、快捷、准确地进行林业测绘工程，并实现无人机遥感技术的有效发展。