【技术】无人机遥感技术在测绘工程测量中的运用

     测绘工程测量具有非常强的专业性与综合性特点，测量对象包括了地表各种地物、地貌以及地下地质构造、水文、矿藏等，面对的测绘环境差异巨大，因此对测绘技术有着十分严格的要求。在专业技术不断创新发展的过程中，测绘工程测量技术已经由传统的测绘模式发展成信息化测绘，测绘技术具有更强的适应性，且测绘精度大幅度提高。无人机遥感技术在测绘工程测量中的应用，可以对待测量区域进行全方位勘测，满足工程建设的各种信息数据需求。目前无人机遥感技术在测绘工程测量中应用已经取得了良好的效果，但同时也存在一定的局限性，还需要结合实际情况来对技术做更为深入的研究分析，争取将其所具有的优势充分发挥出来。

1. 测绘工程测量分析

       测绘工程即通过测量空间、大地等各种信息，且绘制出相应信息的地形图。在大型工程建设前，均需要对现场进行测量并绘制地形图，同时与相关资料进行联系，作为工程投资决策制定的依据，为工程建设规划设计提供支持。一般来讲测绘测量是被应用到工程建设的整个过程中，对保证工程按照设计施工具有重要作用。并且，待工程建设完毕后依然需要进行竣工测量，确认所有环节均与设计一致，达到与预期效果相同的施工质量。为满足时代发展的需求，测绘工程测量工作的开展必须要加强对专业技术的研究，推动传统测绘模式的转变，争取通过高新技术的支持，来做到高效率、高质量以及高精度的测量，为工程建设提供可靠支持。目前我国测绘工程测量工作已经实现了信息化测绘，测绘精度大幅度提升。尤其是在无人机遥感测绘技术的支持下，可以更大程度上做到区域内全方位测绘测量，获取更加全面、详细的数据信息。无人机遥感技术在测绘工程测量中的应用优势越来越明显，但是在技术上依然存在部分缺陷，包括容易受外界因素干扰、测量数据处理功能不足等，还需要在现有基础上做更进一步的研究分析，争取可以为测试工程提供更加有效的支持，满足社会发展基本需求。

2.无人机遥感技术特点

      ①监测范围广

        作为测绘工程测量的关键技术之一，为更好的适应时代发展需求，满足工程建设对测绘测量数据的要求，无人机遥感技术也在不断的创新，比较明显的就是监测的范围更加广泛，并且在持续不断的扩大。对于小范围的物体检测来讲，无人机遥感技术已经足以满足测绘测量要求，可获得比较优化的监测结果，并且测量范围具有非常高的可伸缩性与可控性。在测绘工程测量中，可通过三维的形式来展现被测区域，为测绘测量工作人员提供更加直观的监测方法，提高检监测综合效果。

          ②检测率高效 

       应用无人机遥感技术进行测绘工程测量，可以有效保障较高的检测率，尤其是针对部分紧急的测量内容，相比传统测量模式无人机遥感技术的效率更高，各种不良连锁反应的发生率更低，保证整个测绘测量过程的规范性与高效性，提高测量结果的全面性和准确性，满足紧急事件应对要求。另外，在遇到狭小、不方便进去区域的测绘测量，通过无人机遥感技术的应用可以实现广阔地理空间的监测，提高测绘测量的适应性，确保监测结果与当地实际情况更加符合。并且，基于无人机遥感技术的三维仿真模拟技术，可以进一步提升监测画面的直观效果。

   ③数据处理快

       无人机遥感技术配备了架高分辨率的数码转换器以及数据处理器，这样就确保测绘工程测量到的数据信息具有更高的分辨率，目前无人机拍摄的影片分辨率可以达到0.1～0.5m范围。并且在数据处理器的支持下，可以对无人机拍摄采集到的图片转换成人们所需的数据，并将处理结果反馈给控制端。无人机遥感技术在对目标区域测绘测量时，除了信息数据的处理效率和分辨能力突出外，还可以更大程度上保证数据的准确性，为测绘工程提供更加可靠的支持。

3.无人机遥感技术应用现状

       无人机技术日益成熟，各个国家对其的重视度在不断地提高，现在该项技术已经被广泛地应用到多个领域中，且获得了良好的应用效果。各项性能越来越完善的无人飞行器逐渐向国外高端市场出口，对不同领域的应用具有较高的适应性。其中，低空遥感技术是一种相对新型的遥感技术，对无人机装配航空摄影机，实现区域内现场实际情况的勘测，并通过IMU/GPS自动导航，可以满足1000m内低空遥感测量，在实际应用中突出了其所具有的高效率、高灵活性、高准确率以及低成本等多个方面的优势，确保全面准确的获取地理信息数据过。无人机遥感技术在测绘工程测量作业中的应用优势明显，足以应对应急救灾、市政建设、突发事件处理、地质勘查、国土资源勘测、矿山监测以及环境污染治理等多方面的应用需求。

        但是从专业角度分析，无人机遥感技术在实际测绘中的应用依然存在诸多不足，可以从以下几个方面分析：第一，鉴于无人机体型以及重量较小的特点，除了必备的系统之外，基本上不会安装配置其他的物品。重量小、体型轻便可以说是无人机的优势，但同时也存在一定缺陷，尤其是在高空开展区域监测时，高空气流将会对无人机的运行产生一定影响，情况严重的甚至会造成无人机的损坏。无人机受气流影响运行不稳定，所采集到的信息数据准确度以及清晰度无法保证。第二，受技术限制普通的无人机所安装的传感器精度并不高，这就导致测量采集的图像或影像信息精度不够，无法作为高精度测绘工程项目的数据支持，只会造成时间精力的浪费。第三，基于无人机的测绘测量，需要通过专业人员的操控，控制无人机的运行状态。这不仅对无人机计算机技术和GPS定位系统具有较高的依赖性，并且在很大程度上还会受操控人员技能水平的影响。

4.无人机遥感技术应用要点

            ①科学设置测量网

        科学设置测量网，保证测量网具有较高精度，目前所应用的无人机遥感技术可以将测量精度控制到毫米，测绘信息精确度更高。无人机遥感测绘系统配置的GPS技术分为静态差分技术与动态差分技术两种，对于静态差分技术的应用，可以建立基站对测绘测量数据进行分析，确保定位的准确性;动态差分技术属于载波相位差技术，可以完成坐标的准确定位。另外，如果在工程建设过程中遇到地基开裂或梁体结构变形等问题，通过应用无人机遥感技术来设置测量网，通过对工程结果实际状态的全方位监测，可以更加及时地发现问题，且无人机系统配置的GPS技术可及时将相关问题上报给控制中心，确保问题能够及时得到解决。

        并且，无人机遥感技术在应用时，系统内配置的GPS技术可以实现与测绘工程实体的有机连接，以此来完成工程施工现场的全面监测，当工程出现施工变更情况后，可以基于GPS技术的监测信息为施工方案的调整提供数据支持。通过GPS技术的支持，可以对工程当地地质、温度以及湿度等条件进行有效监测，然后将其用作为施工方案编制的指导依据，尤其是某一方面或多方面条件发生变动后，可及时做出相应调整，提高施工方案的科学性与可行性。在应用无人机遥感技术进行测绘工程测量时，工作人员需要合理利用GPS技术对工程当地气象信息进行收集，并通过对数据信息的分析，确认此方面因素是否会对工程建设产生干扰，及时对施工方案做出调整。

            ②GPS测绘技术应用

        在外业测绘中GPS技术也起到了重要作用，通过其可以对工程施工现场各施工点进行准确定位，提高测量结果的准确性。在工程正式测量前，需要对现场做系统的勘察，合理确定关键测量点位置，并做好标记，为后续的测绘测量工作做好准备。另外，需要按照要求将无线GPS设备安装就位，提高天线基座的稳定性，保证信号接收无异常，对工程施工现场做全方位监测。

            ③各项技术有效融合

       无人机遥感技术在测绘工程测量中应用，可以得到精确度和清晰度较高的测量信息，切实满足测绘需求。例如在水利工程建设中的应用，通过无人机遥感技术可有效确定施工基础点，且各点进行交会，形成一种网状的测绘结果，确保每个网格内的数据均具有较高的精确度。而在面对现场条件复杂的测绘区域时，可以将无人机遥感技术与信息技术进行结合，通过计算机软件的合理应用，制作与现场一致的三维模型，在此基础上来收集各重要信息，并做进一步的数据分析，绘制出完整的图纸。并且，通过与信息技术的融合，还可以实现测绘测量数据的共享，提高数据信息的利用率。测绘测量数据信息的可靠性与精确性可以说是衡量所用测绘技术方法有效性的重要指标，一般对于较大范围的测绘区域，应重视GPS技术的应用，建立CORS站，实时采集测绘区域内的数据信息，为图纸的绘制提供数据支持，并且在发现问题后更便于修改调整。

5.无人机遥感技术应用注意事项

          ①拍摄影像资料

        无人机遥感技术在测绘工程测量中的应用越来越成熟，逐渐积累了一定的经验，可以作为后续工程测绘测量的指导依据。一般在正式测绘测量前，需要由经验丰富的专业人员就本次内容做全面且详细的分析讨论，根据现场实际情况规划出合理科学的飞行路线，且要提前对无人机进行试飞，尽量排除各方面带来的干扰，确保可以拍摄到清晰准确的影像资料。对待测绘区域的地形以及气候条件等进行综合判断，合理选择飞行平台进行试飞，比较后确定最适合测绘区域的飞行平台，为正式测绘测量打好基础。无人机在飞行过程中像幅不大，但是旋偏角较大，相比传统获取影像资料的方法，无人机测绘具有一定差异。为保证影像资料拍摄的高质量，达到工程测绘标准，可以提前根据无人机拍摄特点，在空中对其进行定位。需要安排操作经验丰富且技能水平较高的专人负责，根据空中拍摄要求，完成对无人机的操控。影像资料在获取的过程中，受个人技术影响较大，如果无人机操作失误，导致影像资料不完整，甚至与实际情况相差甚远，必定会影响到测绘结果的准确性。现在很多测绘工程测量均需要应用的三角测量拍摄技术，可以良好地保证了测绘区域的全面性。或者是应用转弯缓冲等技术作为支持，也能够保证影像资料的质量符合专业标准。

       ② 测绘信息采集

       通过无人机遥感技术的支持来实现测绘工程测量数据信息的采集，是现在比较常用的一种方法，但是严格来讲其并非全自动化，还需要人工支持。以目前的技术水平来讲，并不能够完全确定采集到的测绘信息符合应用标准，还需要采取人工筛查的方式作为补充，将所有不合格的信息全部剔除，只保留合格的信息，作为测绘测量的最终结果。无人机遥感技术与人工作业的有效结合，可以保障测绘信息及时可靠地传输给控制端，作为后续规划设计的依据。完成测绘区域信息的采集后，还要进行无人机单一模式定向操作，对所得数据做进一步的分析，以此来判断无人机航行路线是否与设定一致，如果偏差超出允许范围则需要重新判断测绘数据的可用性。只有通过路线验证无误的无人机对应的测绘数据信息才能够使用，确保测绘影像、图像信息的精准性。

       在面对不同的采集对象时，无人机遥感技术所适用的方法存在一定差异，最为常见的就是手动采集以及自动化加密。应用手动采集的方式测绘测量，即基于无人机遥感技术来将记录到的测绘信息反馈给控制端，然后由专人按照要求标准有目的性以及有针对性的对所有测绘信息进行检阅和挑选，将有用达标的信息提取出来。而自动化加密是无人机的一种保护信息安全的机制，直接被涉及到无人机的内置系统内。正常情况下，无人机完成测绘测量后获得的数据信息，并不会实时传输给控制端，则是先存储到系统内，最后通过权限验证后做统一传输。在这种情况下，就可以避免其他人窃取无人机所获得的测绘信息，提高测绘信息的安全性。

           ③测绘信息处理

        以往在进行测绘工程测量时，数据采集以及图像排列为规则排列方式，无人机遥感技术的应用则产生了较大的差异。因为无人机测绘测量过程中并不是按照直线的方式飞行，而是需要根据地势地形特点做出相应角度的调整，确保测绘信息的完整性与精确性。但是在无人机转变方向的阶段，所拍摄到的图像就会产生重影，无法直接作为测绘信息使用，还需要做进一步的处理。一般是选择将数码相机安装在无人机上，但是并不固定镜头角度，以自动变焦镜头为宜。当无人机需要做俯冲或其他转变角度的动作时，自动变焦镜头可以跟着转动，有效地避免了拍摄图像重影的问题。并且，所应用的自动变焦镜头可以根据现场实际情况对拍摄参数以及焦距做出自动调整，足以满足各种飞行条件，即便是高速飞行状态下，同样能够保证所拍摄图像的清晰度与精准度，可以达到测绘要求。

         ④低空作业要求

       面对不同测绘区域时，需要综合现场各种条件确定测绘测量方法，并确定无人机遥感测绘测量的注意要点，以免受到外部因素的干扰，保证测绘测量结果的可靠性。一般对于地形或气候条件比较复杂的区域，并不适合采取高空飞行拍摄的方法，而是应控制无人机采取低空作业的方式，确保拍摄图像与影像的清晰度。并且，如果面对的是城建工程测量，也更适宜选择无人机低空作业，尽量避免其他建筑工程对测绘工程区域带来的干扰，通过灵活规划和操控，确保获得测绘区域精确的测量数据。

6.结语

       为进一步提高无人机遥感技术在测绘工程测量中的应用效率，首先需要确定无人机遥感技术的应用优势，分析其在实际应用中的应用要点要求，且要注意对各干扰因素的有效控制，通过对各注意事项的有效控制，来保证测绘测量数据的精确性与可靠性，满足工程建设需求。

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来源：摄影测量与遥感技术A201

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