刘旭麟

【摘  要】不断更新的计算机、通信等专业技术，促进我国无人机产业迅速发展，成就举世瞩目。在航空遥感测绘这一传统科技领域，无人机平台已有大量辅助性应用，航测市场化的程度较高，为各大行业提供了更快、更优的测绘服务。无人机遥感作为航空遥感测绘领域的新型应用技术，其优势主要体现为机动性、灵活性显著，同时完成任务的效率高、精度可靠、经济性好，可以满足各种对地调查测绘的快速、实时的要求。论文基于技术应用角度，结合工程测量范畴，围绕无人机遥感技术的优势、流程、方法进行了分析。

【关键词】无人机遥感;工程测量;高新技术

【Abstract】The constantly updated computer， communication and other professional technologies have promoted the rapid development of China's UAV industry and made remarkable achievements. In the traditional technology field of aerial remote sensing surveying and mapping， UAV platform has a large number of auxiliary applications， and aerial surveying has a high degree of marketization， which provides faster and better surveying and mapping services for major industries. As a new application technology in the field of aerial remote sensing surveying and mapping， UAV remote sensing has the advantages of remarkable mobility and flexibility， as well as high efficiency， reliable accuracy and good economy in completing tasks， which can meet the requirements of rapid and real-time mapping of various ground surveys. Based on the technical application perspective， the paper analyzes the advantages， processes and methods around the UAV remote sensing technology in the context of engineering surveying.

【Keywords】UAV remote sensing; engineering surveying; high-tech

1 引言

我國正在推进现代化建设，项目数量逐步增加，测绘工作为工程的设计和施工提供重要的数据及资料支撑，保障施工质量和安全，起到了有效的辅助性作用。随着相关科学技术的飞速发展，工程测量领域获以革命性的技术更新。特别是近年来，无人机遥感技术在各种工程测量活动中已得到广泛应用，方便测量内外业的开展，同时，保证了测绘生产质量。

2 无人机遥感技术的应用优势

2.1 操作灵活

航测型的无人机灵活度高、可控性强、自动化程度高、飞行需求条件低，只需要根据项目的具体测绘要求，做好飞行航线的规划设计，则可远程操控设备的起飞、航行及降落，并能针对高山、丛林等险峻的地形完成数据采集，突破外界环境的限制。有的测区树林遮挡严重，可以应用无人机机载激光雷达技术，这是目前最优的解决方案，主要利用的是其主动探测地面能力强、采集覆盖尺度大的优点。

2.2 测量效率高

将无人机遥感技术分解，是以无人机为平台，携带具有摄影测量功能的设备，在工作人员的操控下，无人机飞行至测区上空进行摄影作业，并依据项目地形实际情况进行飞行速度、高度的实时调整。鉴于航飞自身的高速作业特点，大范围、大面积测区还能实现高速监测。从另一角度分析，航测无人机系统装备了专门的数据传输设备，在第一时间快速完成数传作业，能够以系统性的工序动作保障测量效率。

2.3 数据精确度高

对于无人机携带的成像器材来说，一般采用了高精密型彩色数字摄影机，可以避免测区地物要素的遗漏，获取高清晰、多角度、多重叠的地表影像。地面控制系统对此进行快速接收，在保证数据精确度的同时，极大地节省了外业的人力成本和生产成本。无人机遥感技术所具有的推广应用价值，集中体现为造价低、运行成本低、经济适用性好，这在工程测量领域更是毋庸置疑与否定。但是，经过长期的实践，发现无人机遥感技术存在旋偏角偏大、姿态稳定性欠缺、行带排列不整齐、地面分辨率不足等现象，并且属于不可彻底避免的技术弱点，尤其是在山区应用该技术测绘地形图，上述问题总是存在着较高的发生概率，最终会影响数据成果的精确度，有待改进。

3 无人机遥感技术的应用流程

3.1 运行调试

无人机遥感技术的应用，运行调试是第一位的工作，具有准备性。无人机的运行调试并不复杂，主要包括以下三个步骤：首先，根据无人机的机型特征、飞行轨迹及控制状态进行运行调试，确保各项工作指标正常，为飞行质量提供基本保证;其次，对产生的误差、精度问题进行处理，常规手段是结合专题软件、地形地貌图等进行校准，并对无人机的运行坐标进行测试评定;最后，由于电池电量的不足会影响作业要求与完整性，故在飞行作业之前，应对无人机电池的存量进行检查。总之，虽然航测无人机的品牌多、款式多，运行调试操作则大同小异，具有测量系统普遍具备的高精密性，这也符合操作规程的要求，反映运行调试是航测外业实施的基础准备之思想。

3.2 航空摄影

航测无人机在测区上空飞行，测量质量比较容易得到保证，原因在于所受到的外界环境干扰普遍较小。但从减少测量粗差以及不必要的误差影响角度看，应该提前掌握测区的地形地貌信息，水系、交通、管线、地貌、植被、居民地等地形图要素，将其概略分布情况进行明确;然后再设置合理的飞行航线，选择合适的工作时间。关于工作时间，需要结合测区的风力、风向、降雨、起雾、云系高度、光照强度、太阳高度角等信息进行选择，一般最适宜在晴朗、风阻低、云雾少、无尘沙飞扬、大气透明度高的天气进行航空摄影作业。为了获取最佳的航拍影像效果，航测无人机在飞行的过程中，还应不断地对其摄影设备的焦距、像幅进行调整。

3.3 数据传输及归类

从无人机遥感技术的整个工作流程来看，数据传输是重要环节，其关键在于如何借助航测无人机的设计程序及装置内发射出的信号，将必要的数据信息快速、稳定地传递至处理终端。现阶段，整个无人机遥感技术系统采用的数传技术、网络传输方法有待优化提升，常规的电台传输方法稳定性较高，但其控制范围有限。鉴于此，在航空摄影这一外业的过程中，应控制无人机飞行的速度，保持匀速前行，以保证数据传输的质量，为测绘数据的准确性奠定基础。数据传输完成之后，再进一步提升测绘质量，利用专业配套的数据处理软件对数据进行分析、归类等处理。不难看出，基于软件的应用、高新技术人机交互式的操作，测绘生产成本中的人员成本项可以得到优化、控制。

4 无人机遥感技术的具体应用方法

4.1 在城市规划中的应用

随着城镇化建设的稳步推进，建筑物及构筑物也在不断地更新。应用无人机遥感技术，能够充分掌握管辖区域内土地开发利用的现状，进而可以调整区域规划，依据长期发展规划，深度优化城镇空间的布局。从提升土地资源利用率及利用效益的视角看，无人机遥感技术起到了基础支撑性的作用，正在以先进的技术手段加快城镇可持续发展的进程。无人机遥感技术与GNSS、GIS等技术进行联合应用，综合效益更显著。例如，工程建设的前期规划当中，获取施工区域的地质、水文、气象等地理信息的数据，有助于相关部门的精准施政。再如，市政道路的工程施工当中，前期勘测获取施工区域的大比例尺地形图，有助于策划施工部署，在过程中依据航片信息反映的进度情况，可为工程监管工作提供重要参考，一方面起到实时监测的作用，另一方面起到精确组织的作用。施工计划的调整能够更加精确化，由此加大工程监管力度，確保工程按时、保质完成。

4.2 在复杂地区中的应用

在地形条件较为复杂的地区，环境恶劣、信息交错，传统的测绘技术难以发挥作用，测绘结果也难以保证较高的精确度。目前，解决这类问题的优秀方案中，应用无人机遥感技术当属首选。航测无人机可以不受目标区域地形地貌的复杂多变性之影响，低空测量性能突出，能够满足多种测绘需求。但是，航测无人机在复杂环境下的应用还是有一定的难度，需要注意以下两个要点：一是加强测量系统的保护意识，工作人员应采取一些必要的措施，避免无人机的意外损坏、丢失等，以确保测绘工程顺利完成;二是加强测量系统和相关设备的升级意识，例如，装备倾斜摄影测量系统或增配机载激光雷达系统，如此储备测绘技术力量，测量系统时刻保持较强的灵活性、适应性，更便于测绘活动的应急性开展。

4.3 无人机航摄数据后期处理

事实上，对外业影像数据所反映的信息进行分析、归类等处理的过程，始终具有人机交互特点，充分折射后续生产的智能化程度，这要求在提高信息处理质量的同时，兼顾提高信息处理的效率。例如，在当前工程测量活动中，矿山测量较为常见，对整个矿区应用无人机遥感技术进行数据采集，可以高效地获取地面信息，事后使用配套的商业软件进行数据处理，可以高质量地生成DOM、DEM、DLG等产品，体现现代测绘手段的便捷性、精确性。与传统的工程测量技术比较，数据信息的后期处理环节所采用的技术手段变化大，基本上取代了大量的人工操作。传统技术的缺点较多，效率之低造成时间浪费，同时，精度还不完全得到保证，明显不利于测绘任务的顺利完成;现代技术的针对性较强，特别是云端协同、智能共享，充分加速技术融合，有效避免这类问题的发生。所以，无人机遥感技术后期处理的本质，是专业软件开发与应用的具体实现，反映软件执行功能深化、算法优化、操作简化的技术路线。另外，工作人员需要适当地接受航测理论基础培训，有助于保证后期处理的专业性，以及测绘成果的及时性。

5 结语

综上所述，工程测量专业领域的范围较广，具体包括地形测量、规划定线与拨地测量、市政工程测量、水利工程测量、建筑工程测量、线路工程测量、矿山测量和竣工测量等，普遍具有大面积作业的特点，可以从不同的任务方向、需求细节等维度融合无人机遥感技术。与此同时，考虑工程测量行业健康、持续发展的意义，测绘单位应在广泛的生产实践中，以保证作业安全、提升工作效率、保障成果质量、控制生产成本作为基本出发点，开展各种应用场景的规律研究，推动技术实施方案与质量控制方案朝着更加深入、具体的方向发展。

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