无人机遥感技术在测绘工程测量中的实践及应用

卢 铭 杨兆祥

(黑龙江省林业设计研究院，黑龙江 哈尔滨 150080)

无人机技术出现于上个世纪，经过一个世纪的发展，无人机技术在不断完善的同时也衍生出了许多新的功能，其应用范围也越来越广。原先无人机遥感技术中的测绘技术常用于军事领域，但是因为其本身的技术优势，目前无人机在民用领域范围的应用也愈加广泛。现在无人机遥感技术常用于工程测量的实践中，因为在某些复杂的地域中不方便进行人工测量，而无人机的遥感技术能够突破复杂的地形限制，在空中对测量区域进行实地拍照和获取影像等资料，保证了测量过程的严谨性和测量数据的准确性。因此，我们必须要着重发展无人机遥感技术在工程测量中的应用，并且通过实际应用来改善无人机技术的不足。

1 无人机遥感技术

无人机遥感技术设备由四部分组成，它们分别是：飞行器、无线电操控设备、可以定位的GPS系统、采集信息的数码传感器(一般来说分辨率会较高)以及信息采集后的数据处理器[1]。无人机遥感技术融合了我国先进的计算机技术、GPS导航系统、信息技术和数据处理系统，因其蕴含了我国较先进的科学技术，所以被广泛应用于测绘领域。传统的工程测绘是测量员利用相关测量仪器，在载人飞机或是人造卫星的帮助下，对实际地区进行测绘，并获取相关信息。这种模式成本高昂，并且十分容易受天气状况的限制，若是天气状况不佳，测绘质量就会大打折扣。而无人机遥感技术可操作性强，通过无线电操控设备，操控人员可以远程控制飞行器的飞行方向和高度，对特定区域进行信息采集。更高级的无人机遥感技术则只需要提前输入测绘区域的位置，测量范围，就可以自动抵达测绘区域并自动采集相应地区的图像、影像等所需数据。无人机所采集的数据利用计算机技术和其数据处理系统可以实时发送到操控室，这在节约测绘时间的同时也节省了测绘成本。因此，我国在测绘工程测量中应积极融入无人机遥感技术。

2 无人机遥感技术在实际测绘中的效果

2.1 实际测绘中的优势

首先无人机遥感技术具有较高的灵活性。无人机是遥控驾驶的，所以整个飞行器除了其自身所携带的系统外，没有其他多余的东西，这比传统的载人飞机在重量方面更具优势，减轻了飞行器重量即意味着无人机的灵活性得到了提高。

其次，无人机遥感技术具有很高的监测效率，同时监测范围比传统测绘技术更加广。由于无人机遥感技术中包含了计算机技术和数据处理技术等高科技技术，因此对工程进行实地测量时，无人机能够将现场采集的信息和数据实时发送到控制端，因此具有很高的检测效率。而人们除了可以将无人机遥感技术应用于对狭小的、不方便进入的区域进行监测和信息采集之外，也能对广阔的地理空间进行监测，这能让监测结果最符合当地的实际情况。同时，为了让人们更加了解监测地区的实际情况，无人机遥感技术可以利用其包含的三维仿真模拟技术，使得监测画面更加直观明了。

最后，无人机遥感技术安装了分辨率较高的数码转换器和数据处理器，所以应用无人机遥感技术采集的信息会比传统的卫星影像分辨率更高。根据目前的技术水平，无人机所拍摄的影片分辨率可以在0.1～0.5m之间[2]。同时其配备的数据处理器能直接将所采集的图片转换成人们所需要的数据，并且及时反馈到控制端。

2.2 实际测绘中的不足

首先，由于无人机除了必备系统之外就不会有多余的物品，同时为了保证无人机的航程，因此无人机整体而言重量较轻。重量轻是无人机的一个特点，也是其优点。但是当无人机需要在高空中对区域进行监测时，无疑高空气流对无人机的影响就显现出来。若是重量轻的无人机遇到高空气流，则会跟随气流摇摆，机身不易稳定，从而导致最后采集的影像清晰度不高。其次，受现今技术限制，我国普通的无人机无法安装较高精度的传感器。因此，有时候因为所获取的图像或者影像精度不够，所以不能满足一些精度要求较高的测绘工程项目。最后，由于无人机遥感技术是由技术人员在远程利用无线电操控设备和传感器对无人机进行操控，所以对计算机技术和GPS定位系统依赖性高。

3 无人机遥感技术在测绘工程测量中的具体应用

3.1 拍摄影像资料

在将无人机遥感技术应用到测绘工程测量中前，需要专门人员进行讨论，规划出最合适的线路，并且还要进行试飞活动。在试飞前，必须要根据测绘区域的实际地形条件来进行飞行平台的挑选，这样才能挑选出最适合测绘区域的飞行平台。无人机在空中飞行时像幅不大，但是其旋偏角大，所以无人机遥感技术获取图像的方法跟传统手段相比，有着很大的区别。为了图像拍摄的质量，保证所拍摄的图片能达到工程测绘标准，根据无人机拍摄特点，我们可以在空中对其定位。这就需要操控人员能够熟知空中拍摄技术并且能够在实际操作中加以应用。若在获取图像资料的过程中，因为技术操作失误，导致对测绘的区域拍摄不完整，与实际有出入，则会造成较严重的后果。为了避免遗漏，通常会采用空中三角测量拍摄技术，空中三角测量技术能够保证拍全测绘区域。除了空中三角测量技术之外，无人机操控员还可以利用转弯缓冲等其他技术来实现[3]。

3.2 采集测绘信息

利用无人机遥感技术采集测绘区域的信息时，通常来说不是全自动化的，一定程度上还会结合人工操作。因为受技术限制，无人机在利用遥感技术进行信息采集后无法区别所采集的信息是否合格。这时候就需要人工来对采集的信息进行筛选，剔除不合格的信息，保留合格的信息，这样就能最大程度地保证无人机所采集的信息有效并且精确。而人工与遥感技术相结合也便于将采集到的信息及时反馈到控制端，同时，这也方便了操作人员对采集信息的把握。在对测绘区域信息采集完毕时，要对无人机进行单一模式定向操作后得到的数据进行分析，这样才能判断无人机的航行路线是否正常，有无偏差。只有做好了对无人机航行路线的数据采集和分析，才能保证无人机利用遥感技术进行航拍时所得到的图像、影像的精准性。

同时，无人在机对测绘区域进行信息采集时，不同的采集对象有着不同的采集方法，主要有两种采集方法：一种是手动采集，另一种则是自动化加密。手动采集则是无人机遥感技术将所采集信息反馈到控制端，由工作人员进行实时检阅和挑选，这样能够有目的性和有针对性的对测绘区域的信息进行采集，从而提高采集信息的效率。而自动化加密是无人机的一种保护信息安全的机制，存在于无人机的内置系统中。无人机利用遥感技术对测绘区域进行图像获取和信息采集之后，不会将这些数据实时发送出去，而是将其存储于机器内部，这能有效的防止他人对测绘结果进行盗取，从而保证了重要数据的安全。若是工作人员需要获取存储于机器内部的数据，则必须要通过获得访问权限来完成。

3.3 数据处理

传统的数据采集方式和图像的排列是规则排列的，这与现在的无人机遥感技术恰恰相反。这是因为无人机在飞行时不是按照直线来进行飞行的，它需要一定的角度来改变方向。所以无人机当无人机转变方向时，无人机所拍摄的图像就会有重影出现。为了解决这个问题，更好的处理数据，现在无人机上安装的数码相机镜头的角度不是固定的，一般是自动边角镜头。所以无人机在进行俯冲或者其他需要转变角度的动作时，自动边角镜头也会跟着转动，这就避免了拍摄图像的重叠。同时自动边角镜头也会自动调整拍摄参数和焦距，即使在无人机高速飞行的时候，也能保证所拍的图像清晰，符合测绘要求。

3.4 低空作业

有些测绘区域地形或者气候复杂，例如有较高的山阻挡，或者云层较厚，且位置较低。若是这个时候在高空中进行拍摄，则不利于获得清晰的图像，无法完成测绘的要求，此时就需要无人机进行低空作业。此外，无人机的低空航拍更适用位于城市中的工程测量，这样就能无视其他建筑对测绘工程区域的阻碍，从而使得本次测绘获得精确的数据。

4 结语

目前，由于无人机遥感技术具有无可替代的优势，所以在我国测绘工程测量中得到了广泛应用。但是现今的无人机遥感技术仍存在很多不足，这就需要我们不断加以改进，从而广泛提高无人机遥感技术在测绘工程中的应用，使测绘工程在降低测绘成本的同时能够提快速高测量数据的精准度。