測繪工程測量中無人機遙感技術運用研究

任二斌

靖邊縣自然資源綜合開發(fā)利用中心 陜西 榆林 718500

隨著專業(yè)技術的持續(xù)創(chuàng)新和發(fā)展，測繪工程測量技術從傳統(tǒng)的測繪方式向信息化的方向發(fā)展，測繪技術變得更加靈活，并且測繪的精度也得到了極大的提升。在測繪工程測量工作中利用無人機遙感技術，能夠實現對被探測地區(qū)的全方位探測，從而實現對項目實施過程中各類信息和資料的全面探測。當前，無人機遙感技術在測繪工程測量中的運用，已獲得了較好的成效，但是也有一些不足之處，仍需根據具體的條件，對該技術進行進一步的研究和分析，這樣才可以充分發(fā)揮出無人機遙感技術的優(yōu)勢。

1 概述測繪工程測量

測繪工作就是對空間、大地等各種資料進行測量，并將其制作成對應資料的地形圖。在重大項目實施之前，都要對項目進行實地勘察和測繪，并結合有關數據，以便于項目投資的確定和項目的規(guī)劃和設計。通常來說，測繪測量被運用到了工程建設的全過程中，在確保工程按設計施工方面起著非常關鍵的作用。而且，在工程建設結束后，仍需進行竣工測量，確保所有環(huán)節(jié)都符合設計，達到預期的施工質量。為了適應時代發(fā)展的需要，進行測繪工程測量工作，要加大對專業(yè)技術的研究力度，推進傳統(tǒng)測繪方式的轉型，借助高新技術，實現高效率、高質量和高精度的測量，為工程建設提供可靠的支撐[1]。當前，國家的測繪工作已基本完成，并取得了較好的成果。特別是有了無人機的遙感繪制技術的支撐，它能夠在較大的范圍上實現對一個地區(qū)的全面的繪制和測量，從而獲得更加全面和詳細的數據信息。無人機遙感技術在測繪工程測量中的應用優(yōu)勢變得日益顯著，然而，它在技術上仍存在著一些缺點，比如，容易受到外界因素干擾、測量數據處理功能不足等，因此，還需要在已有的基礎上，對其進行更深入的研究和分析，力爭為測試工程提供更為有效的支撐，推動社會發(fā)展。

2 概述無人機遙感技術

2.1 含義

無人機遙感技術是將無人機和遙控感應等技術相結合，在工作中可以實現自動化、智能化的對探測資源數據進行采集和存儲。并針對相關的地學資料，進行專門的解析，構建相關的模式，以便于資料的深入了解。無人機遙感技術有著諸多優(yōu)點，可廣泛用于各種領域，如工程地圖繪制。當前，這一技術正在全球范圍內競相開發(fā)，并將其應用于各種領域。在無人機遙感技術中，無人機裝置指的是一種無人駕駛的飛行器，它可以由地面上的工作人員對其進行無線控制，也可以由機械自身搭載的電腦實現對裝置的控制，從而實現其在預定的軌道上運行。因為它不要求飛行員在飛機上進行真正的操作，所以它的結構比較簡單，并且造價也比較低廉，所以它可以在比較危險的地方，或是人們不能到達的地方，進行真正的檢測。比如：在條件比較差的災難現場，使用它來進行營救工作，或是在嚴酷的環(huán)境下，對該地區(qū)的真實狀況進行探測[2]。在遙感技術中，將各種種類的照相機、成像儀、雷達和電磁波探測儀等儀器設備組合在一起，使得其具備對信息、圖像等數據進行采集、存儲、分析等功能，其靈敏度高，質量低，并可實現遠程操控。通過融合遙感技術和無人機，因此形成無人機遙感技術，可以對更大范圍的地區(qū)進行監(jiān)測。無人機遙感攝影如圖1。

2.2 優(yōu)勢

2.2.1 監(jiān)測面積大

無人機遙感技術是測繪工程測量中的一項核心技術，為了能夠更好地與時代發(fā)展的需要相匹配，并且滿足工程建設對測繪測量數據的需要，無人機遙感技術也在進行著持續(xù)的革新，其優(yōu)勢為具有廣泛的監(jiān)測方位，而且還在繼續(xù)進行著擴展。針對小區(qū)域的目標探測，無人機遙感技術能夠達到測繪測量的需求，能夠得到較為理想的監(jiān)測效果，而且測量范圍具有很高的可擴展性和可控性。在測繪工程測量過程中，可以將被測區(qū)域以3D的方式呈現出來，給測繪測量工作人員一個更為直接的監(jiān)測方式，從而提升了監(jiān)測工作的整體效果。

2.2.2 檢測效率高

將無人機遙感技術用于測繪工程測量中，有利于提高整體檢測效率，特別是對于一些突發(fā)情況下的探測，相對于常規(guī)的探測方式，無人機遙感技術具有更高的探測效率，降低了各類負面連鎖效應的發(fā)生，從而確保了測繪項目的整體工作流程的標準化和高效性，從而提升了測量成果的完整性和精確度，能夠滿足突發(fā)情況下的應急響應需求。此外，在遇到狹小、不方便進入的地區(qū)時，利用無人機遙感技術，可以對其進行大范圍的監(jiān)控，從而提升了測繪測量的適應性，保證了監(jiān)測結果與地方的實際情況相一致。另外，利用無人駕駛飛機的遙測技術進行3D仿真，還能提高監(jiān)控圖像的直觀性[3]。

2.2.3 數據處理速度快

無人機遙感技術裝備了高精度的數字轉換器和數據處理器，可以使測量數據的分辨率因此提高。同時，通過數字處理器，實現了對無人駕駛飛機所獲取圖像的轉化，形成用戶需要的信息，再將信息傳遞到用戶終端。在目標區(qū)域測繪測量階段，利用無人機遙感技術不僅可以提高數據處理水平和分辨率，還可以保證獲得準確的數據，為測繪工程的發(fā)展奠定數據基礎。

2.3 應用現狀

隨著無人機技術的日趨成熟，各國對其重視程度也越來越高，目前這項技術已被廣泛運用于多個行業(yè)，并取得了很好的成果。隨著各種功能不斷成熟，對各種場合的適應能力不斷提高，無人駕駛飛機正逐步走向國際上的高檔市場。在這些技術之中，低空遙感技術屬于一種較為新興的遙感技術，它利用無人機組裝航空照相機，來完成對該地區(qū)的實地實際狀況的勘察，并利用 IMU/GPS進行自動導航，從而能夠滿足1000m內低空遙感測量的要求。在實踐中，它所具備的高效率、高靈活性、高準確率和低成本等多個方面的優(yōu)點得到了凸顯，從而保證了對地理信息的全面、準確的獲得。無人機遙感技術在測繪工程測量作業(yè)中具有顯著的優(yōu)勢，可以滿足應急救災、市政建設、突發(fā)事件處理等多方面的應用需求。

然而，從專業(yè)的觀點來看，無人機遙感技術在實際測繪中的運用仍有許多缺陷，具體表現為：首先，由于無人機的體積和重量都比較輕，所以除必要的系統(tǒng)外，一般不會進行任何的安裝和配置。重量小、體積小是一種優(yōu)點，但它也有缺點，特別是在進行空中偵察時，空中的風場會對它的飛行帶來很大的干擾，嚴重的話還會導致它的失靈。由于受到風向的影響，飛行狀態(tài)并不是很好，影響到所收集數據的準確性。第二，由于技術原因，一般的無人機上的傳感器精度都比較低，所以得到的照片和視頻資料的準確性很低，很難為高精密地圖的建設提供必要的數據支撐，而且還會耗費大量的時間和能量。第三，在測繪測量職工利用無人機技術，要求安排專業(yè)人員操作，以實現對無人機的精確控制。這不但嚴重依賴于無人駕駛飛機的電腦技術與 GPS技術，而且與操作人員的操作技巧密切相關。

3 無人機遙感技術應用要點

3.1 科學設置測量網

要對測量網進行合理的布置，確保測量網的準確度，有利于提高無人機遙感技術測量精度，獲得更加準確的測繪信息。將無人機遙感繪制系統(tǒng)中所使用的 GPS技術劃分為兩種類型：一種是靜止差分技術，另一種是動態(tài)差分技術。在使用靜止差分技術時，可以搭建一個基站，并對測繪測量的數據展開分析，從而保證了定位的精度。動態(tài)差分法是一種載波相位差法，有利于精確定位坐標。通過無人機遙感技術來建立測量網，利用對項目成果的真實狀況進行全面的監(jiān)控，從而可以更快地找到問題所在。此外，無人機系統(tǒng)所配備的 GPS技術還可以將有關問題向控制中心匯報，從而保證問題可以被及時地解決。

3.2 利用GPS測繪技術

GPS技術在外業(yè)測繪中也發(fā)揮著非常重要的作用，它能夠對工程施工現場的各個施工點進行精確定位，從而提升測量結果的準確性。在進行工程正式測量之前，必須對現場進行全面的勘查，對重要的測量點進行合理的定位，并對其進行標注，為后續(xù)的測繪測量工作做好充分的準備。此外，還必須按規(guī)定將無線 GPS設備安裝到位，增強天線基礎的穩(wěn)定性，確保信號接收無異常，并對工程施工現場進行全面監(jiān)控。

3.3 有效融合各項技術

將無人駕駛飛機遙測技術用于測繪項目，能夠獲得更精確、更清晰的地物數據，在最大程度上滿足測繪項目的實際需要。比如，在水利工程建設中的應用，利用無人機遙感技術，可以高效地確定建筑基礎點，并對各點進行交叉，從而構成一種網狀的繪制結果，從而保證每個網格內的數據都具有較高的精度。而當遇到實地情況比較復雜的測繪區(qū)域時，可以將無人機遙感技術和信息技術相融合，利用計算機軟件的合理運用，構建出與實地相符的3D模型，并在此基礎上，對各個關鍵信息進行采集，并對其進行進一步的數據分析，最終形成一張完整的地圖。在此基礎上，提出了一種基于多源異構空間模型的新方法，即基于多源異構空間模型和多源異構空間模型的新方法?？梢哉f，測繪測量數據信息的可靠性與準確性是衡量所用測繪技術方法有效性的一個關鍵指標。通常情況下，在比較大的測繪區(qū)域中，應該將 GPS技術的運用作為重點，構建CORS站，從而能夠對測繪區(qū)域中的數據信息進行實時采集，為圖紙的繪制提供數據支撐，同時也有利于及時解決發(fā)現的問題。

4 測繪工程測量中無人機遙感技術的具體運用

4.1 獲取測繪影像資料

在應用無人駕駛飛機進行地面測量時，必須充分掌握測量區(qū)域的真實狀況，據此制定特定的航跡，并根據試驗結果選取合適的裝備平臺。因為在真實的飛行中，無人機的幅度很小，而且有很大的傾角，所以，它在獲得數據信息的時候，要充分的使用飛行時所拍攝的照片，來充實后期的3D圖像處理效果。在此過程中，必須確保在安裝了無人機的拍攝系統(tǒng)中，數字相機所拍攝的圖片要與有關的圖像處理標準相符，從而能夠確保圖像的處理效果。

4.2 數據采集

在使用無人駕駛飛機進行信息收集時，根據收集對象的不同，分為自動加密方式和人工收集方式。對于無人機來說，自動加密是其內部控制系統(tǒng)中的一種自我保護措施，在采集到的信息和數據之后，通過傳感器和攝像裝置將其暫時存儲在機器里面，并通過對內存進行加密，從而有效地保障了數據和信息的安全性。在工作人員想要應用儲存在里面的資料時，必須要有相應的訪問權。通過利用自動化密碼技術，可確保所收集到的資料的安全。手工采集方式，是指通過計算機遠程控制技術，根據基站內的實際采集需求，有目標地操控無人機，進行有選擇地拍攝，從而獲得所需的信息和數據。

4.3 測量分析惡劣環(huán)境

在某些項目的建筑施工測繪工作中，因其所處的建筑環(huán)境比較特殊，采用常用的測繪手段難以達到特定的測繪目標。在此背景下，利用無人機遙感技術，既可以進行低空航攝，又可以進行數據的分析，并獲得特定的測量結果，因此，無論是數據分析還是數據統(tǒng)計，都可以達到很高的智能化。所以，在目前的林業(yè)發(fā)展和鄉(xiāng)村建設中，無人機遙感技術得到了很好的應用，它既可以在多種嚴酷的條件下進行監(jiān)測，又可以有效保障監(jiān)測的準確性。

4.4 數據處理

與常規(guī)資料處理相比，采用無人駕駛飛機進行資料處理具有更高的效率和更高的質量。尤其是在大型礦區(qū)，由于現有的測量資料存在著信息不完備、處理效果不佳等問題，難以為礦區(qū)治理提供科學依據，礦區(qū)治理成效難以實現。但是，通過使用無人機遙感技術，在對礦區(qū)進行地圖繪制的時候，可以迅速地獲得礦區(qū)的具體環(huán)境狀況，并及時地將這些細節(jié)的信息數據發(fā)送回來，從而為礦區(qū)的治理和管理決策提供及時、科學、完備的數據支撐。

4.5 突發(fā)事件應急處理

在對各種地質災害進行探測時，通常會遭遇到一些突發(fā)情況。在對突發(fā)事故進行評估時，由于傳統(tǒng)評估方式的耗時較長，而且難以實現對事故的監(jiān)測，使得監(jiān)測工作不能按照傳統(tǒng)的方式進行。例如，在山區(qū)發(fā)生地震災害的時候，周邊的環(huán)境一般都比較糟糕，因此，對地面的監(jiān)測工作是沒有辦法進行的，如果出現了惡劣天氣，也就沒有辦法使用衛(wèi)星遙感或航空遙控技術獲得受災地區(qū)的實時圖像。而無人機遙感技術可以完全解決上述問題，它可以快速地深入到受災地區(qū)，對受災地區(qū)進行實時的動態(tài)監(jiān)控，從而可以對受災地區(qū)的房屋倒塌情況以及道路損壞情況進行有效地評價，為后續(xù)救災工作提供可靠的數據和圖像支撐。

4.6 獲取特殊目標

一些測繪工程信息資料的獲得比較困難，都可以歸納為特定對象。在具體的測量過程中，通常都會要求獲得一些的具體的數據和信息，而使用常規(guī)測量方法時，不能精確的獲得這些數據。在此情形下，利用無人機遙感技術，可以有效地確保所獲得的圖像數據的高精度，并在確保定位精度的前提下，對于提升測繪成圖的制作效率具有十分關鍵的意義，并在全測繪過程中，還可以節(jié)省資源。

5 結語

總之，將無人駕駛飛機測繪技術運用于測繪工程的測量，可以減少測繪工作的費用，提高測繪工作的安全性和工作效率。在此基礎上，測繪單位需要進一步完善無人機遙感技術，提高整體技術水平，保障測繪工程測量質量。