無人機遙感技術(shù)在測繪工程測量中的應用研究

佘智淵

（蘭州城市設計研究有限公司，甘肅蘭州 730050）

通過測繪獲取最真實、準確的數(shù)據(jù)信息，有助于各類工作的有序開展。工程建設單位在建設前期規(guī)劃設計過程中，應全面了解、掌握對應地區(qū)的周圍環(huán)境、相關地質(zhì)、水文信息等情況。借助無人機強化空間環(huán)境的探測，可以減少人工測繪、探測造成的失誤，在一定限度上保證惡劣環(huán)境中測繪工作人員的人身安全。本文研究無人機遙感技術(shù)在測繪工程測量中的應用。

1 無人機遙感技術(shù)概述

地面工作人員通過對無人機進行無線電遙控，可以實現(xiàn)無人飛行器按照預先設計的軌跡完成飛行任務，也可以運用計算機遠程操控設備[1]。實際操作過程中，無人機遙感技術(shù)無需人為駕駛飛機，可自行完成飛行任務，且無人機構(gòu)造簡單、成本較低；針對復雜惡劣的環(huán)境和危險地段，可以借助無人機完成探測，如災害現(xiàn)場中利用無人機組織救援工作、推進復雜環(huán)境探測工程等。遙感技術(shù)主要利用雷達、電磁波探測儀和多種類型的相機、成像儀等設備，可以高質(zhì)量收集并儲存、分析信息、圖像等數(shù)據(jù)，具有非常高的靈敏性，設備自重較輕，可以實現(xiàn)遠程遙控，與無人機結(jié)合形成無人機遙感技術(shù)。無人機遙感技術(shù)應用時，需要處理好相應的數(shù)據(jù)，保證圖像質(zhì)量高和數(shù)據(jù)真實有效。

2 無人機遙感技術(shù)特點分析

2.1 無人機遙感技術(shù)的優(yōu)勢

（1）高清圖像數(shù)據(jù)快速處理。

獲取空間環(huán)境實際影像時，無人機屬于固定航道飛行，飛行幅度較小，對應偏角較大，圖像數(shù)據(jù)更具立體感。無人機遙感技術(shù)的設備具備較大的儲存空間，可以獲取更多的圖像信息，通過數(shù)據(jù)圖像處理獲得高質(zhì)量的影像[2]。搭載無人機的相機包含多光譜成像儀、高分辨率數(shù)碼相機、光學相機等，還可以搭載電磁波掃描、紅外掃描、激光掃描等儀器，無人機在固定航道飛行過程中，可以實現(xiàn)自動化、智能化調(diào)整，獲得更加清晰的成像。在無人機遙感技術(shù)作用下，設備具備較大的存儲空間，能夠滿足多個軟件和程序同時運行，更加快捷地進行數(shù)據(jù)后期處理，實現(xiàn)圖像高分辨率處理，也可以指定固定區(qū)域進行數(shù)據(jù)處理，提升數(shù)據(jù)處理的速度，保證數(shù)據(jù)精準性。

（2）操作簡單安全。

無人機遙感技術(shù)應用于測繪工作時，主要通過控制無人機飛行，對規(guī)劃的位置開展相關探測工作。整個操作過程中，相關工作人員可以進行遠距離操控，尤其在環(huán)境非常復雜、惡劣的區(qū)域，無須到現(xiàn)場進行操作，能夠保證人員安全[3]。通過操控無人機搜集區(qū)域信息，為各類工作提供相應的數(shù)據(jù)信息，如峽谷、地震區(qū)等人員無法進入的地區(qū)，均可以應用無人機開展測繪，整體安全性較高。分析無人機遙感技術(shù)的實踐應用情況發(fā)現(xiàn)，無人機系統(tǒng)可以實現(xiàn)自動化、智能化運行、操控，更好地分析指令、執(zhí)行命令，使操作更便捷，有助于提高測繪工作效率。

（3）廣范圍監(jiān)測且低成本。

無人機遙感技術(shù)的監(jiān)測范圍廣，可以結(jié)合實際需求進行針對性的測量。具體實踐中，工作人員可以結(jié)合工程項目具體需求調(diào)整檢測范圍，設定無人機實際飛行高度，為工作人員開展分析工作提供數(shù)據(jù)支撐。需要提高測繪精度時，可以降低無人機飛行高度，進而提高圖像精確度。無人機設備結(jié)構(gòu)簡單、成本不高，主要因為無人機多使用碳纖維復合材料，重量較輕，材料價格貴但能夠多次重復利用，從而節(jié)省成本。無人機在實際操作中不需要駕駛員，操控相對簡單，經(jīng)過專業(yè)化培訓便可實現(xiàn)基本操控[4]。

（4）較強系統(tǒng)兼容性。

無人機遙感技術(shù)的系統(tǒng)存儲空間較大，可以與多種技術(shù)進行融合使用。實踐作業(yè)中，面對復雜環(huán)境作業(yè)時，容易出現(xiàn)一些不可控因素，影響飛機穩(wěn)定性。因此，無人機系統(tǒng)會兼容多種遙感程序，更好地維持無人機飛行穩(wěn)定性，確保航拍、測繪準確性。無人機在不同環(huán)境中飛行，受到多種因素影響，在測繪過程中會及時進行信息反饋，方便控制人員實施合理的調(diào)整。無人機系統(tǒng)具備快速信息處理程序，能夠更好地提升數(shù)據(jù)準確性。

2.2 無人機遙感技術(shù)的不足

（1）飛行穩(wěn)定性不足。

K Day和A Tripathi證明了當n≥2,n-k≥2時,排列圖是哈密頓連通圖[3],即排列圖是1*-連通圖.而且他們也證明了當n≥3,n-k≥1時,排列圖是哈密頓圖[4],即排列圖是2*-連通圖.

碳纖維復合材料具有較強的抗性、重量較輕，有助于低空測量工作隨時調(diào)整，但無人機在高空飛行測量時，容易被風力影響，風力影響程度與航行高度呈正相關，操控無人機高空飛行具有較大難度[5]。受到氣流影響而發(fā)生的不穩(wěn)定性，極易造成飛機顛簸，進而影響拍攝影像精細度和圖像質(zhì)量。研究人員應深入探究，提升無人機特殊情況下的飛行穩(wěn)定性。

（2）整體技術(shù)水平有待提升。

無人機系統(tǒng)的傳感器、控制器受技術(shù)、價格等方面的影響，整體技術(shù)水平不夠高。為了滿足不同領域的測繪需求，需要實際操作中搭載一些專業(yè)的探測設備，會增加無人機重量，直接影響整體控制精準性?，F(xiàn)有的傳感器系統(tǒng)在獲取信息、數(shù)據(jù)過程中可能出現(xiàn)問題，會影響無人機圖像拍攝質(zhì)量，應提升傳感器、控制器的技術(shù)水平[6]。

3 測繪工程中無人機遙感技術(shù)的實際應用

3.1 應用于城市規(guī)劃

（1）像控布設。

無人機遙感成像如圖1所示。

圖1 無人機遙感成像

城市規(guī)劃中，需要對測繪的區(qū)域?qū)嵤┫窨夭荚O，設置正方形網(wǎng)格和像控點，無人機航測數(shù)據(jù)精準度受像控點數(shù)量、精度影響。為了更好地開展測繪，設置像控點時應從區(qū)域無人機翼型、測量范圍等具體情況出發(fā)，綜合考量、合理設計，保證測量誤差在可控范圍內(nèi)，有效提高測繪準確度[7]。

為保證城市規(guī)劃有序順利開展，應明確測量區(qū)域，找出測量重點范圍，在此基礎上，結(jié)合無人機飛行特性等情況，設計相應的飛行航線，保證測量數(shù)據(jù)信息能夠滿足測繪工程單位需要。無人機在實際飛行時容易被風速、溫度影響，在實際測量過程中，應合理劃分各個測繪區(qū)域，再調(diào)整相應高度，獲得合理的測繪結(jié)果。

（3）處理影像數(shù)據(jù)。

圖像拍攝主要借助照相機實現(xiàn)，該設備搭載在無人機系統(tǒng)內(nèi)。無人機飛行時，照相機會受光的影響，從而影響圖像拍攝質(zhì)量，造成測量數(shù)值與圖像信息出現(xiàn)一定誤差。拍攝過程中，應有效調(diào)整拍攝角度、空間，在后續(xù)數(shù)據(jù)處理過程中轉(zhuǎn)化圖像格式，校正圖像，使圖像間關系實現(xiàn)交互式處理，高效識別并進行拼接，進一步提升圖像處理質(zhì)量，保證圖像精準度。

3.2 測繪復雜區(qū)域

測繪工程中，面對復雜、惡劣的地理環(huán)境，在保證安全的前提下獲取準確的地理信息數(shù)據(jù)，應合理引用無人機遙感技術(shù)，使測繪數(shù)據(jù)更加準確?？梢詫PS系統(tǒng)安裝在無人機設備上，根據(jù)測繪區(qū)域地圖情況開展有目的性的探測。工程相關工作人員設計無人機飛行航道時，應結(jié)合具體區(qū)域情況，確保復雜環(huán)境中可以實現(xiàn)圖像攝取、數(shù)據(jù)采集。測繪工作人員在實際測繪過程中，可以結(jié)合實際需求，隨時調(diào)整圖像效果、距離、精確度、角度等內(nèi)容。針對惡劣、復雜地理條件的測繪工作，很難進行人工實地考察、測繪，無人機遙感技術(shù)發(fā)揮了重要作用，可以更好地提高繪制精準度。低空飛行技術(shù)可以幫助工作人員了解全面的信息，對測繪單位的規(guī)劃、設計工作質(zhì)量提升具有重要作用。

3.3 測繪海岸地形

（1）合理設置布控點。

需要結(jié)合不同的航行軌跡，制定科學合理的布控點。從實際測繪情況分析，一般設置為單航帶，進行覆蓋式測量，以此完成整個海岸的測量工作。工程中，相關工作人員布設控制點的過程中，應結(jié)合航線具體位置確定，保證平高點的合理性，深入?yún)^(qū)域規(guī)劃情況以及其他情況，合理設計整體布控點位置。需要保證控制點距離合理，進而保證測量準確性[8]。

（2）注重飛行前的準備工作。

海岸環(huán)境的測繪風力較大，受海洋氣候的影響，無人機飛行航道設計必須充分考慮氣流、風向、潮汐等不確定因素，避免無人機飛行過程出現(xiàn)嚴重偏離航線的狀況。飛行前，相關工作人員必須全面、綜合地了解、調(diào)查海岸測繪區(qū)域天氣，盡量選擇風力小、天氣好的天氣進行測繪，最大限度地保證圖像清晰度和無人機拍攝角度的合理性。海岸地形會被引力、潮汐影響，工作人員設計航線時需要盡量避免這些外界因素的影響。

3.4 大比例尺的測繪

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū)等一些大比例尺區(qū)域，可以借助無人機遙感技術(shù)完成大范圍測繪，獲取區(qū)域內(nèi)的信息，掌握測繪重點數(shù)據(jù)。無人機在實際測繪過程中主要依照制定的飛行航線執(zhí)行測繪任務，工程師會根據(jù)實際測繪情況，在保證飛行穩(wěn)定度、數(shù)據(jù)準確性基礎上進行合理調(diào)整，使用專業(yè)的軟件和信息處理系統(tǒng)，進一步控制航拍過程[9]。

4 結(jié)語

無人機遙感技術(shù)在測繪工程測量的應用中表現(xiàn)出較大優(yōu)勢，能夠獲得高清圖像，實現(xiàn)數(shù)據(jù)快速處理，具有低成本、監(jiān)測范圍廣的優(yōu)勢。無人機遙感技術(shù)的應用可以提高測繪準確度，擴大測量范圍，更好地適應惡劣環(huán)境，有助于安全、高效地完成測量工作。