赵占营 ZHAO Zhan-ying；陈静 CHEN Jing

（航天宏图信息技术股份有限公司，北京100089）

0 引言

利用先进科学技术来实现多种空间遥感的信息，如遥感传感器技术、无人驾驶飞行器技术、通信技术、自动化技术、智能信息技术等。测绘技术是工程建设和地质勘察活动当中的重要组成部分，测绘工程的测量工作直接影响到项目活动的开展。传统测绘工作主要是人工测绘方式组成，工作效率低甚至经常出现问题，加上项目工程实际作业情况不可控，很难取得完整的测量结果。在实际测量过程中还会因为人为因素影响到实际测量活动的开展。因此为提升测绘工作的质量，需引进无人机遥感技术来提升整体质量，凸显出无人机遥感技术的价值。

1 无人机遥感技术的应用优势

1.1 灵活性

无人机与航拍机相机相比体积更小更灵活，而且升降时间短。无人机的升降对场地要求很小，但是这并不影响无人机的操作运行。无人机操作简单运行效率高，在现代科技快速发展的背景下科学技术取得了越来越大的成就，遥感技术也实现了快速发展，让购买无人机的人逐渐增多，无人机迎来更大市场。无人机和航拍机相比飞行高度更高，测绘作业的持续性、作业效率也更高，因此受到了广大消费者的青睐。当人们出行作业的时候，因为无人机体积小质量轻，很容易将其携带出门，不需要设置专门的起飞、降落场所就可以实现，甚至无特殊工作要求，能快速完成测绘的标准，使用更加方便，从而满足测绘工作的实际要求。

1.2 信息处理效率高

总之，利用无人机遥感技术最大的优点便是监测效率高。传统监测模式依靠人力与机器，在面对大范围监测面积及复杂地理情况时，难以准确、高效地测量出地理信息。像在进行城市规划建筑利用无人机遥感技术时，如果发生某些不可控的风险及意外事故，利用无人机技术能够很好地规避风险，减少工作时间，有效解决突发性事故，从而减少不必要的人力、物力、财力的损失。同时，利用无人机遥感技术能够在极短的时间内对地球表面进行有效观测，对工作效率的提高以及工作准确度的提升有重要意义，其主要体现在城市规划建设、土地利用调查等方面。

1.3 监测范围广

无人机遥感技术最大的吸引人注意的点在于它能够进入那些环境复杂恶劣、人工监测难度极高以及人类还没有能力进入的范围进行监测，而且监测结果往往精确度很高，甚至远超人工监测，这对于测绘工程来说是一项具有重大实践价值的技术突破。另外，无人机遥感技术还在不断创造奇迹，又完美结合了三维技术，这一进步做法直接促进测量结果更加精准全面，展示在人们面前的区域状况更加清晰明了，给相关工作人员节省了很多时间，大大提高了测绘的工作效率。

1.4 宏观性

无人机由于小巧轻便，对环境空间的受限和要求较低，可以有效完成恶劣环境下的数据采集和监测。无人机还具有完善的航空拍摄系统，能够扩大数据及信息搜集的范围，通过多次、实时、智能地大范围监测来保证信息采集的准确性。无人机遥感监测所得的数据需要先进技术的加持分析，如三维监测技术。三维监测具有宏观性的特点，其监测范围较传统定点方式更立体全面。作为测绘工程测量的关键技术之一，随着时代的发展和需求，和日益严苛的工程建设测绘测量数据的要求增高，无人机遥感技术也在不断改革创新，此境况下比较明显的就是监测的范围更加广泛，并且这一优势也在愈加显著。此外，无人机遥感技术还可以利用三维监测提供宏观信息，保证信息获取的及时有效，营造无人机遥感监测的宏观经济价值。因此，无人机遥感技术在测绘工程中的应用可以解决传统测绘工作难以解决的难题，并充分发挥遥感监测的宏观掌控作用，提高测绘工作的效率。

2 无人机遥感技术应用现状

目前，我国的无人机遥感技术被广泛应用于天气监测、资源勘探、测绘工程及应急救援等领域，尤其是在测绘工程中的应用已逐渐成熟，其分辨率与准确度正被日益提升。传统的测绘遥感工程设备是载人飞机或卫星等，这些设备使用成本高且容易受到天气的影响，在更新数据信息时也相对较慢，对于测绘工作及工程整体的进度发展造成了很大的限制。相比之下，无人机遥感技术的应用，可以帮助测绘工程采集更加准确的数据信息，并且加快对数据信息的有效处理速度，无人机遥感技术将载波差分位中的动态差分与静态差分相统一，更便于科学开展工程测量网，实现信息传输数据的目的。无人机遥感技术的应用不仅扩大了测绘工程的宏观范围，同时还大大加强了测量数据获取及分析的高效性及准确性。另一方面，无人机遥感技术与传统测绘技术相比，其飞行偏角较大，像幅更小。而这些因素也会导致无人机在获取信息过程中出现漏洞。无人机的机体轻、飞行高度高的这一特性，让其在一定高度的空中容易受到风的影响而出现飞行稳定性不佳的状况，而测绘工作则要求一直保障无人机摄影的平稳性。

3 无人机遥感技术在土地管理中的应用

3.1 低空作业

在低云量时，无人机进行测绘工作可与遥感技术相结合，共同完成航拍摄影任务，并且准确获取数据影像。应用遥感技术可以充分发挥无人机在测绘工程中的应用价值，可以保质保量完成绘图的要求。无人机遥感技术的价值除了体现在高难度的航拍测绘工作中，还体现在有效应对突发事件中。在原有无人机低空航测系统的基础上，可以进一步优化和创新无人机专用飞行检查系统和低空数码相机系统，并不断对软件进行修正，实现飞行、拍摄过程中更科学合理的地形覆盖。与此同时，不断提高稳定性能的机械变形技术，可以改善无人机低空航测系统中广角相机的自稳定性，该技术可以进一步促进无人机测量和测绘技术的发展。随着科技的发展，计算机软件自动控制无人机低空航测系统成为可能，可以获得精确度、清晰度、分辨率更高的数据，做到准确处理。

3.2 规划航线

操作人员在对航线进行规划的过程中，需要格外注意航线规划与数据采集之间的紧密联系，航线的准确性对于测绘的数据有直接影响。常规情况下，无人机作业时间通常为1h左右，除去实际的飞行损耗能量，无人机能够保持50min的拍摄状态。需要操作人员事先对飞行路线进行规划，避免规定时间内无法返航现象发生。利用科学的方式对实际需要检测的区域进行全面规划，保障无人机的有效测绘，根据实际需求对探测地区进行拍摄，确保各项环节的合理性。测绘地区控制航线的目的在于保证任务能够顺利完工，根据区域编制网址网络，建立专用的信号坐标，确保无人机执行任务阶段可以清楚感知其具体位置，对于路线核实具有重要作用。在测绘工作不断开展的过程中，环境较为恶劣的地区与常规探测的环境完全不同，会受到恶劣天气的影响。无人机遥感技术可以保证恶劣天气下勘测的准确性，根据测绘的需求对地形高程进行有效控制，确保测绘范围实现全覆盖。航线确定后可以明确具体航行高度，确保勘测数据与实际影像重合，减少测绘误差，保障测绘的精准性。

3.3 特殊工况

在采集此类信息时，应选择与测量目标适配的采集手段，可选择手动采集，也可应用自动加密技术。自动加密技术即通过航拍设备与传感器暂时存储所采集的数据，加密数据促进信息安全，作为参考数据辅助测量工作。具有相关访问权限的工作人员才能使用内部信息，有效降低盗用数据风险。通过计算机遥控系统手动加密数据，根据本站数据采集预期，指挥无人机定向拍摄，可提高信息准确性。应用无人机遥感技术可高效优质处理信息，从技术层面提高测量工作质量。大型复杂工区是既往测量工作难点，项目测绘质量较大程度取决于数据完整性，应用该技术后，可全方位采集特殊工区信息，对综合管理工区有重要意义。无人机测绘中，必须使用适配飞行平台。在实际测绘中，应分析目标区域地形地貌设计测绘方案。无人机飞行过程中，显著缩小了像幅，同时增大了偏角，通过空中三角技术应用纠正影像，保证航拍过程中覆盖全部地理位置。测绘基础是获取数据信息，数据准确性直接影响测绘质量。无人机遥感测绘是对测绘技术的升级，在矿区、建筑工程、灾害救援中有重要应用价值，测量信息更准确，对特殊环境适应性更强。

3.4 突发事件应急监测

常规测量手段不仅限制条件多，而且耗时较长，效率低于客观需求，采集信息不全会影响灾区人民生命安全，同时也会增加救援风险。无人机遥感技术具有技术先进性，帮助救援部门迅速获取灾区信息，采集区域环境特征信息，从而制定科学性应急方案，促进顺利解决突发事件。以某地洪水为例，灾情发生后，无人机第一时间抵达灾区空域，全面探测实时地理环境，救援工作因此获得可靠信息依据。该地洪水发生突然，发展迅速，危害面积广泛，就近救援中必须了解具体灾情信息，以规划科学的深入救援路线。启动无人机等遥感监测设备，配合多种科技手段后，在短时间内绘制灾情分布图，并迅速制定救援计划。虽然此次洪灾突发，造成众多损失，但是在技术支持下实施卓有成效的救援活动，与传统技术时期同等洪灾救援成效相比，此次救援反应更迅速，准备更充分，灾区信息更详尽，救援措施也更具实效性，人员伤亡显著降低。

3.5 城市规划应用

无人机遥感技术在城市规划和区域规划测量工作中的应用，能够明显提升采集数据分布特征与统计规律的符合度，为采样的准确性提供有力保证。目前，我国正处于城镇化建设快速发展阶段，将无人机遥感技术应用至城市建设期间的数据采集工作中，能够建立更加直观和实时的地形模型，有效提升城市建设的合理性。在对城市当中指定区域的地理信息进行采集时，无人机遥感技术能够从多个角度出发，为城市建设提供具有高分辨率的参考资料，使得建设人员能够更加全面和综合的考虑和分析城市规划情况。不过值得注意的是，无人机飞行期间的倾角问题会对采集信息产生影响，因此在进行数据分析时要解决此类问题所产生的影响。

4 应用实例

4.1 工程概况

某单位拟对某农村实施1:2000全野外数字化地形图测绘和勘测定界，为该土地整理项目规划设计、上报审批、工程施工提供现时、准确、可靠的地理信息数据，为当地经济建设提供基础服务。测区地貌为丘陵地带，测区内交通极不方便，通视条件一般，适合进行无人机航空摄影测量。

4.2 航飞实施情况

本次航飞选择某晴天中午时分实施，测区东西长约10000m，南北宽约6000m，总面积约16.3平方公里，航高为163m，影像地面分辨率为6.2cm/pixel。航飞拍摄了15条航线，共计312张航片，影像大小为4608像素*3456像素，单张影像覆盖范围约为286m*214m，预设航向重叠为80%，旁向重叠为60%，飞行质量和影像质量良好。

4.3 无人机航测技术流程

无人机航测技术流程如图1所示。

图1 无人机航测技术流程

4.4 像片控制测量

考虑到沿线环境情况及航测成图要求、项目实施的可操作性，控制测量采用本省CORS网络RTK测量方法实施；经统筹细分，对燃气干线一期工程19km长度布设了93个控制点（像控点）。像片控制点选点应符合以下规定：①像片控制点的目标影像应清晰，易于判刺和立体量测。②像片控制点宜能公用，单航线宜布设在航向3片重叠范围内，多航线宜布设在航向及旁向6片或5片重叠范围内，并确保像片控制点在相邻各片的影像都清晰。③高程控制点点位目标应选在高程起伏较小的地方，以线状地物的交点为宜。④像片控制点点位距像片边缘不应小于150像素。⑤测区四角及航线交叉处应布设像控点。像片控制点布设方法包括全野外布点、区域网布点和航线网络布点，各布点方法的适用范围如下：首先是全野外布点法，适用范围为1∶500比例尺站场和穿跨越测量；然后是区域网布点，适用范围为1∶1000～1∶2000比例尺站场、穿跨越和线路带状地形图测量；最后是航线网布点方法，适用范围是1∶1000～1∶2000比例尺线路带状地形图测量。在本次测绘项目工程中，采用了区域网布点的方法进行布点。

4.5 成果质量检查验收

本次无人机低空摄影测量经过项目规划、航飞、布设控制点、内业空中三角测量、数据采集、成果资料整理及生成项目质量报告等步骤，最终完成1:2000地形图及1:2000勘测定界图的平面位置中误差为9.3cm，高程中误差为8.6cm，满足1:2000数字航空摄影测量测图规范的要求，项目取得圆满成功。

总而言之，无人机摄影测量技术的应用前景广泛，能够进一步提升项目工作效率，有效缩短工期，并在项目前期、中期及后期结合实际情况，技术层面上给予科学的帮助，具体细化的领域综合各方意见，从而促进项目的顺利完成。

5 结束语

无人机遥感技术是目前我国较为先进的测绘技术之一，具有较高的技术含量与技术水平。无人机低空摄影获取高清晰影像数据在通过无人机测绘系统生成三维点云与模型，实现地理信息的快速获取。这不仅提高了效率，还降低了成本，并且有着数据准确、操作灵活的特点，可以满足测绘行业的不同需求；大大地节省了测绘人员野外测绘的工作量，取得了巨大的社会经济效益无人机遥感技术在测绘工作的开展中发挥着不可替代的重要作用，该技术可以弥补传统的人工测量的缺陷问题，进行全面有效的工程测绘工作，有利于提高工程测绘工作的效率和准确，进而为项目工程施工的有效开展奠定坚实的基础。