◎洪婕

近年來，隨著我國建筑業(yè)的不斷發(fā)展，工程測繪的研究逐漸增多。為保證工程質(zhì)量，不斷加強技術(shù)運用，采用無人機遙感測繪技術(shù)實現(xiàn)自動化作業(yè)，并采用智能控制對整個工程進(jìn)行有效檢測，可有效保證測繪數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，提高工作人員測繪效率，降低工程測繪成本。不斷加強這項技術(shù)的應(yīng)用，完善整體運營流程，進(jìn)而推動項目的良好發(fā)展。

本文簡要介紹了無人機遙感測繪技術(shù)的概況，進(jìn)而分析了無人機遙感測繪技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢，如數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、效率提升、成本節(jié)約等。重點介紹了無人機遙感在工程測繪中的具體應(yīng)用，包括采集測量數(shù)據(jù)、利用無人機遙感、加強信息處理和低空作業(yè)，并圍繞加強設(shè)備巡檢和優(yōu)化技術(shù)測量流程兩個方面強調(diào)了測繪技術(shù)應(yīng)用中的注意事項，以達(dá)到良好的技術(shù)應(yīng)用效果，供參考。

一、無人機遙感測繪技術(shù)概述

目前，隨著我國信息技術(shù)的快速發(fā)展，自動化和智能化的研究不斷加強，這反過來又使無人機遙感能夠有效地應(yīng)用于工程測繪。該技術(shù)利用無線電設(shè)備控制飛機設(shè)備，充分提高了工程測繪的效率，有效減少了工作人員的工作量，滿足了工程的發(fā)展需求。在該技術(shù)的應(yīng)用過程中，結(jié)合實際工程情況，對無人機遙感測繪技術(shù)進(jìn)行了全面提升。同時，在這項技術(shù)的操作和使用中有許多設(shè)備，如飛機設(shè)備、數(shù)據(jù)系統(tǒng)等。該技術(shù)的實用性不斷增強，設(shè)備的使用性能逐步提高，符合工程測繪標(biāo)準(zhǔn)，使其發(fā)揮了良好的作用。

二、無人機遙感測繪技術(shù)的優(yōu)勢

1.確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。

目前，我國在工程測繪中充分利用無人機遙感，可以有效保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，為工程建設(shè)質(zhì)量提供充分的參考。在該技術(shù)的應(yīng)用過程中，測繪作業(yè)應(yīng)在其他技術(shù)的支持下完成，以提高工程質(zhì)量，保證數(shù)據(jù)的真實性和可靠性。同時，在實際測繪過程中，結(jié)合項目具體情況，可以不斷完善技術(shù)，完善設(shè)計內(nèi)容，提高測繪速度。無人機遙感可以對測繪區(qū)域進(jìn)行全面調(diào)查，并充分保存數(shù)據(jù)，防止重要信息的丟失。

2.提高測繪效率。

無人機遙感的出現(xiàn)在工程測繪中發(fā)揮了重要作用，可以有效減少工作人員的工作量，打破傳統(tǒng)的人工測繪方式。該技術(shù)的映射過程相對簡單，充分提高了工作人員的工作效率，避免了大的失誤，保證了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。同時，有了這項技術(shù)的應(yīng)用，可以快速的對項目進(jìn)行測繪，使其盡快完成相關(guān)工作，縮短測繪時間。此外，在惡劣的環(huán)境條件下，無人機也可以正常使用，為項目進(jìn)行良好的測繪，更好地完成測繪工作，為項目質(zhì)量提供有力保障。

3.降低測繪成本。

在工程測繪過程中，利用無人機遙感還可以有效降低測繪成本。由于各種工程過程的復(fù)雜性，在實際測繪中難度較大，傳統(tǒng)的人工測繪需要大量的人力物力，使得工程測繪的成本不斷增加。同時，通過衛(wèi)星全面獲取信息數(shù)據(jù)的成本仍然相對較高。為此，技術(shù)人員不斷加強研究，提高工程測繪的技術(shù)含量，通過無人機遙感的應(yīng)用，有效降低工程測繪的經(jīng)濟成本。

4.強融合。

無論是無人機遙感還是其他傳統(tǒng)測繪技術(shù)，僅靠單一的遙感技術(shù)是無法有效保證監(jiān)測效果的，監(jiān)測目標(biāo)時容易出現(xiàn)一些漏洞。只能通過系統(tǒng)調(diào)用依靠無人機設(shè)備采集區(qū)域環(huán)境可以有效實現(xiàn)空間數(shù)據(jù)監(jiān)測，提高區(qū)域空間環(huán)境監(jiān)測的精度。

三、無人機設(shè)備在實際應(yīng)用中存在一些問題

1.抵御外部環(huán)境因素影響的能力不足。

由于無人機設(shè)備在監(jiān)控過程中依賴動力能源維持其長期監(jiān)控，必須降低整體體積，導(dǎo)致設(shè)備在運行過程中出現(xiàn)質(zhì)量、重量和密度不足的問題。當(dāng)外界環(huán)境呈現(xiàn)不良現(xiàn)象時，必然會阻礙設(shè)備的飛行，影響實際測量精度。

2.內(nèi)部傳感器對接度不足。

無人機屬于遠(yuǎn)程無線控制機構(gòu)，依靠操作人員的指揮完成圖像信息的采集。但實際的命令控制受距離因素的影響，在執(zhí)行某一命令時會導(dǎo)致整體精度下降，在一定程度上影響測量精度。

3.內(nèi)部通信系統(tǒng)容錯功能較低。

通信系統(tǒng)是將操作員的命令轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)執(zhí)行命令，以滿足飛行信息、監(jiān)控信息等。在實際控制過程中，但就現(xiàn)有的GPS和GIS 系統(tǒng)而言，容易受到外界電磁信號的干擾，影響數(shù)字化信號的傳輸質(zhì)量，這也造成了系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸過程中出現(xiàn)亂碼的問題，極大地干擾了無人機的飛行。

四、無人機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

1.遙感數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)。

以測繪中常用的DJPhantom4RTK 無人機為例，機身搭載D-RTK 模塊，可提供厘米級高精度、精準(zhǔn)定位，實現(xiàn)更精準(zhǔn)的測繪作業(yè)。除此之外，機身都配備了視覺感知和紅外感知系統(tǒng)，可以提供全方位的視覺定位和飛行避障。該機搭載超高清數(shù)碼相機，配合三軸防抖云臺控制系統(tǒng)，可拍攝2000W 像素照片和2K 高清視頻。機械快門進(jìn)一步保證了測繪航拍成像效果，可以通過手機連接遙控器，遙控器可以通過OCUSYNC 高清圖像傳輸技術(shù)，在7KM 的最大傳輸距離內(nèi)實時傳輸拍攝到的數(shù)據(jù)，也可以在手機App 上顯示實時高清圖像。還可以使用事先準(zhǔn)備好的KML 格式文件在App 中規(guī)劃飛行路徑，實現(xiàn)大面積自動測繪作業(yè)，具有操作快捷、自動化、信息準(zhǔn)確的優(yōu)點。無人機遠(yuǎn)程控制平臺可以在飛行測量過程中對無人機進(jìn)行有效的管理和操作，運行中可利用GPS、GNSS、D-RTK 模塊的高精度定位技術(shù)，獲取參數(shù)，定位測繪區(qū)域，有效控制其他運行設(shè)備狀態(tài)，有效采集測繪數(shù)據(jù)。

2.遙感數(shù)據(jù)處理平臺。

通過無人機航拍技術(shù)，可以對地質(zhì)進(jìn)行有效測繪，根據(jù)實際需要對測繪圖像進(jìn)行處理，將數(shù)據(jù)與遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，并將實時數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心。還可以配合第三方軟件生成地形圖、正射影像高清圖、3D 實景建模等功能。

五、無人機遙感測繪技術(shù)的研究背景

目前，無人機遙感在各行業(yè)得到廣泛推廣，無人機與遙感技術(shù)相結(jié)合，可以獲取大量的資源和環(huán)境信息，快速獲取分辨率相對較高的遙感影像，制作出符合規(guī)范精度要求的地理信息產(chǎn)品，具有自動化和智能化的特點。近年來，無人機遙感、衛(wèi)星遙感和載人飛行器遙感被稱為“三大遙感平臺”，在飛行高度、速度、條件和圖像分辨率精度上各不相同。具體應(yīng)用如下：（1）衛(wèi)星遙感：適用于全球和國家大比例尺制圖；（2）載人飛機遙感：適用于我國大面積的航測；（3）無人機遙感：適用于市縣等小區(qū)域的航測。

六、工程測繪中無人機遙感測繪技術(shù)的應(yīng)用

1.城市征地、拆遷和違法用地規(guī)劃調(diào)查。

GNSSRTK 測繪法和全站儀測繪法都需要大量的人力物力，無法精確測量一些建筑密集的區(qū)域。隨著無人機低空航拍技術(shù)的發(fā)展，無人機以其低成本、易操作的優(yōu)勢廣泛應(yīng)用于土地規(guī)劃、執(zhí)法和測繪等領(lǐng)域。以某市城建促進(jìn)辦開展的一次違法建筑檢查為例，涉及15 個村，共檢測4 次。在這個過程中，首先使用數(shù)字線條畫進(jìn)行比較。在這個環(huán)節(jié)，要進(jìn)行數(shù)字地形圖測量，測量隊伍有3 個，共9 人。每個村莊調(diào)查大約需要兩天，然后，通過繪制數(shù)字線進(jìn)行比較，每次比對需要安排3 組6 人操作，這樣每個工作組每天巡邏一個村計算，需要5 天才能完成。其次，利用衛(wèi)星照片進(jìn)行對比。該市利用最新的高分辨率衛(wèi)星照片開展拆遷工作。雖然分辨率不到0.5 米，但與航拍照片相比，分辨率很低，只適合地面小尺度測量和調(diào)查。衛(wèi)星照片往往沒有立體觀測的效率，無法對封頂情況做出具體判斷。最后，對無人機航拍圖像進(jìn)行了對比。無人機每次可拍攝6 平方公里，每天可拍攝3 架次。在天氣條件下，2 天內(nèi)基本可以完成拍攝任務(wù)。

2.應(yīng)用于區(qū)域測繪。

在城市測繪保障中，無人機低空攝影測量的應(yīng)用為三維模型構(gòu)建提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息，保證了模型構(gòu)建的真實性和可視化水平。例如，無人機低空攝影測量用于高海拔地區(qū)的測繪。通過不斷突破技術(shù)難點，提高航測高度，目前無人機低空攝影測量已達(dá)5520m，影像數(shù)據(jù)分辨率高，為城市測繪保障提供了技術(shù)支撐。利用無人機低空攝影測量，借助無人機裝備的攝影設(shè)備，對被測區(qū)域進(jìn)行航測，獲取影像數(shù)據(jù)信息，引入無人機航測遙感系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)等。而建設(shè)地理信息平臺可以實現(xiàn)地理信息采集與處理的一體化，提高測繪效率。在一定區(qū)域內(nèi)，利用無人機進(jìn)行航測，獲取1：2000 遙感正射影像信息，實現(xiàn)6800km2測量，為土地改革發(fā)展提供保障。使用無人機可以提高測繪效率，比如測繪120km2的面積，制作數(shù)字劃片圖，使用無人機進(jìn)行低空攝影測量4d，就可以完成野外測量數(shù)據(jù)采集。

3.在工程測繪環(huán)境中的應(yīng)用。

由于航空攝影無法科學(xué)應(yīng)對復(fù)雜多變的工程測繪環(huán)境，常規(guī)航空攝影技術(shù)難以應(yīng)用于惡劣環(huán)境下的工程測繪。但無人機遙感測繪技術(shù)主要采用無人機設(shè)備，體積小，不受著陸條件限制，可低空飛行。無人機遙感憑借眾多優(yōu)勢，逐漸受到勘測人員的青睞。無人機遙感往往能夠更快地獲取高精度航空影像，這將打破傳統(tǒng)航空測繪的局限性，在一定程度上直接提高測繪應(yīng)急保障服務(wù)能力。通過無人機遙感的科學(xué)推廣，可以將工程測繪獲得的影像呈現(xiàn)得更加清晰，并借助先進(jìn)技術(shù)，提供更高質(zhì)量的測繪信息，為實際工作提供科學(xué)全面的保障。這些環(huán)節(jié)的測繪數(shù)據(jù)完善后，無人機遙感測繪技術(shù)水平將得到提升。

4.在大比例尺制圖中的應(yīng)用。

無人機低空航測系統(tǒng)項目最重要的成果是無人機遙感，通過這一技術(shù)的應(yīng)用，也有可能更有效地獲取超清晰的影像數(shù)據(jù)，進(jìn)而在工程制圖的實際過程中完成大比例尺制圖工作。實際上，無人機遙感測繪技術(shù)具有自動標(biāo)定功能，是超廣角低空數(shù)據(jù)相機系統(tǒng)的組合。正是因為這個系統(tǒng)的存在，使得采集到的數(shù)據(jù)可以通過科學(xué)軟件進(jìn)一步驗證。最后，可以最大限度地直接有效避免機械變形帶來的誤差。從另一個方面，創(chuàng)造性地提出了通過補償邊緣光斑上的相機姿態(tài)角來提高精度的方法，可以科學(xué)地替代三軸云臺，最終大大減輕成像系統(tǒng)的整體重量，滿足無人機低空航測的根本需求。

5.低空作業(yè)處理的應(yīng)用。

在航測過程中，由于地質(zhì)環(huán)境因素的影響，無人機設(shè)備在作業(yè)過程中呈現(xiàn)出一定的不穩(wěn)定屬性，尤其是在復(fù)雜的山地和灌木中，無人機設(shè)備的觀測視線會受到限制，無法有效驗證區(qū)域環(huán)境。隨著遙感技術(shù)的應(yīng)用，內(nèi)部信息可以通過電磁波的反饋機制進(jìn)行驗證，再通過數(shù)字信號的變換得到相應(yīng)的人像，照片分辨率高。通過無人機遙感的應(yīng)用，整個測繪工作不再局限于固定的信息采集機制，而是可以應(yīng)用于不同的測繪領(lǐng)域，如城市測繪、環(huán)境測繪、應(yīng)急測繪等。特別是在低空巡航系統(tǒng)的構(gòu)建下，通過某項功能的實現(xiàn)，系統(tǒng)可以按照原有的工作機制自動分析當(dāng)前的指揮運行行為，驗證系統(tǒng)功能在不同運行模式下所能達(dá)到的最大效果。然后，通過智能優(yōu)化功能，定義當(dāng)前信息集合呈現(xiàn)的不同屬性需求，以獲得更準(zhǔn)確的圖像信息。此外，基于無人機設(shè)備的遙感技術(shù)的實現(xiàn)可以自動補償測量參數(shù)。當(dāng)系統(tǒng)監(jiān)測過程中出現(xiàn)較大誤差時，設(shè)備中的集成系統(tǒng)會對當(dāng)前飛行狀態(tài)和監(jiān)測路徑進(jìn)行微調(diào)，保證整個檢測工作的穩(wěn)定性和完整性。

6.測繪影像數(shù)據(jù)整合。

使用無人機遙感采集信息時，必須根據(jù)地形、地理環(huán)境等因素選擇相應(yīng)的飛行設(shè)備，以保證無人機設(shè)備的監(jiān)測角度與地形一致，提高地形監(jiān)測的精度。此外，在實際檢測過程中，可以根據(jù)空中三角測量機制進(jìn)行測量，分析不同拍攝角度地形的差異屬性，最大程度避免測量漏洞問題，對當(dāng)前空間區(qū)域進(jìn)行全方位監(jiān)控。無人機遙感分公司通過指令傳輸分析系統(tǒng)內(nèi)部指令的全過程，再結(jié)合不同的飛行姿態(tài)，通過多角度測量實現(xiàn)地形地貌的全景勘測。

7.測繪數(shù)據(jù)整合。

依托無人機設(shè)備的圖像采集裝置，主要通過無線控制指令對系統(tǒng)信息進(jìn)行采集整合，定向采集圖像信息資源。這樣，結(jié)合數(shù)據(jù)監(jiān)控的針對性和有效性，可以進(jìn)一步驗證系統(tǒng)在當(dāng)前控制狀態(tài)下執(zhí)行某條指令的可行性。在方向控制模式下，無人機遙感的應(yīng)用通過提前確定路線，定義了系統(tǒng)在不同圖像采集模式下采集信息的相關(guān)性，保證了路線作業(yè)下的信息采集具有更高的準(zhǔn)確性，提高了實際檢測效果。

8.測繪數(shù)據(jù)處理。

在原有的機械化信息采集模式下，數(shù)據(jù)信息處理呈現(xiàn)出一定的不規(guī)則屬性，特別是受飛行路線和角度的影響，圖像信息的不同疊加程度表現(xiàn)出位置不對的現(xiàn)象，尤其是在圖像比對和信息統(tǒng)一的過程中，容易造成整個圖像信息的變形。在無人機遙感應(yīng)用下，通過搭載無人機設(shè)備，使用具有高聚焦特性的攝像設(shè)備，標(biāo)注鏡頭內(nèi)不同角度的坐標(biāo)值，分析當(dāng)前攝像操作過程中的參數(shù)對接問題。然后，通過焦段之間的畸變參數(shù)問題，驗證了不同坐標(biāo)值下圖像設(shè)備中照片拍攝和清晰度的相關(guān)類別，提高了照片的分辨率。

七、無人機遙感測繪技術(shù)的注意事項

無人機可以給工程測繪帶來安全性和準(zhǔn)確性，但和其他電子設(shè)備一樣是一種消耗品。在無人機長期高負(fù)荷運行模式下，其設(shè)備的性能和使用壽命也會降低。因此，相關(guān)部門在選擇使用無人機遙感測繪技術(shù)完成工程測繪的同時，應(yīng)做好設(shè)備的周期性運維規(guī)劃。在檢修無人機時，嚴(yán)格檢查分析設(shè)備的運行狀況、系統(tǒng)設(shè)置與實際運行值之間的誤差，進(jìn)而制定針對性的運行維護措施，對設(shè)備故障進(jìn)行處理，降低設(shè)備在使用過程中出現(xiàn)故障的可能性。此外，工作人員還需要定期測量無人機中的操作系統(tǒng)，并隨時檢查和調(diào)整供電系統(tǒng)和通信系統(tǒng)的運行狀態(tài)。測繪工作完成后，應(yīng)及時對無人機采集的圖像信息進(jìn)行核實，并對反復(fù)監(jiān)測的圖像進(jìn)行觀察，找出是否有重影，確保測繪影響在色彩對比、清晰度、辨別力等方面滿足工程數(shù)據(jù)使用要求。

八、結(jié)束語

綜上所述，無人機遙感是測繪行業(yè)的新興技術(shù)，與其他技術(shù)相比，具有明顯的優(yōu)勢，不僅測量效率高、精度高，而且可以擴大測繪規(guī)模，保證測繪質(zhì)量，大大提高了測量精度和準(zhǔn)確度。因此，為了推動測繪行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，行業(yè)內(nèi)的工作人員要認(rèn)識到無人機遙感測繪技術(shù)的重要性，了解其測繪原理和應(yīng)用流程，真正發(fā)揮其在工程測繪中的優(yōu)勢，從而提高測繪精度和效率。無人機遙感測繪技術(shù)的應(yīng)用，可以有效提高工程測繪工作的精度，同時對于測繪難度較大的低空作業(yè)區(qū)域，也能達(dá)到較好的數(shù)據(jù)采集效果。無人機遙感測繪技術(shù)和智能系統(tǒng)可以進(jìn)一步實現(xiàn)工程測量數(shù)據(jù)的信息集成效率，為我國各省市地區(qū)的測繪精度提供基礎(chǔ)保障。