基于测绘工程测量中无人机遥感技术运用

基于测绘工程测量中无人机遥感技术运用

王洋洋

山东正元航空遥感技术有限公司 山东省济南市 250000

摘要：无人驾驶飞行器是一种由电子程序、智能移动终端或无线遥控装置控制的小型遥控飞行器。无人机主要由主机体、电源系统、信号发射感应接收系统、智能控制系统、数据传输系统等组成。虽然每一个部件都有着各自的特殊作用，但相互之间却有着密切的联系，必须保证所有部件的协同工作，这样才能保证整个过程都在自己的控制之下。在人工控制操作下，远程控制会通过数据链将命令传达给信号系统，让无人机能够更快地完成任务。根据不同的型号，无人驾驶和多旋翼无人驾驶飞机。虽然其工作原理相同，但其应用环境和应用功能却有很大差别。因此，在进行地质测绘和测绘工作时，要根据具体情况选用相应型号的无人机。

关键词：测绘工程；无人机遥感；运用

引言

我国“十一五”期间的遥感领域国家重大科技基础设施项目由中国科学院遥感与数字地球研究所(现改为中国科学院空天信息创新研究院)等多家院内外单位共同建设。航空遥感系统作为航空遥感领域的综合遥感集成平台和国家级大型实验平台,利用我国自主生产的新舟60飞机,完全依靠我国科学家和航空工业技术力量,首次实现了国产民机航空遥感最高复杂度的综合改装与集成。

1遥感传感器的现状与发展

当前,以无人机为代表的航空摄影测量与遥感具有多种多样的任务载荷,包括多视角航摄仪、航摄相机、激光雷达、多光谱相机、高光谱相机等,在数百米的高度通常可获取≤20cm分辨率的图像或高密度的点云,几何精度可达1∶500—1∶2000比例尺。虽然传感器核心芯片仍然被国外所主导,但我国在面向行业应用的集成传感器方面取得了较大的进步。消费级的微单/单幅相机以其低成本、低重量、控制简便等优点,成为航空摄影测量的主要传感器载荷。随着计算机视觉技术的发展,数码相机、普通工业相机经过自动几何定标,展示出了较好的摄影测量应用性能。

2基于测绘工程测量中无人机遥感技术运用

2.1城市建设规划

我国城市人口的不断增多也带动了城市建设的发展，城市化进程不断加快，但是我国城市在发展过程中也遇到了一些阻碍，经过调查发现，我国有些城市建筑分布杂乱无章，非常不合理，出现这种现象的原因是在对城市进行总体规划设计工作中，城市测绘数据信息不够准确。为了能够有效避免这种情况，规划设计的工作人员在进行城市建设规划之前，要利用无人机遥感测绘技术对城市进行全面测量，根据测量所得到的数据进行三维立体数字建模，将城市全部情况缩小到一个立体模型当中。不仅如此，在城市建筑施工建设过程中，无人机遥感测绘技术也能够发挥应有的作用，利用无人机所携带的摄像头对工程施工建设的区域进行照片拍摄和视频录像，工程项目设计人员通过对这些照片和视频进行分析，可以从中发现施工过程中存在的问题和隐患，及时通知施工建设企业予以修改，确保城市建筑工程质量合格。而且建筑项目设计人员可以按照需求提前对无人机拍摄的角度和飞行的路线进行设定，由此可以获取更加精准且关键的数据信息。

2.2影像获取

根据现行技术规范，对无人驾驶飞机进行飞行前的检验，落实作业管理、资料整理及检验等作业的相关工作。在起飞之前的检查阶段，必须严格检查无人机的性能、质量，包括GBOX状态检查、相机检查、跟踪器检查、升降器检查、飞行位置检查等。飞行时必须严格遵守既定的飞行路线，保证测量区域的准确性和完整性，并对飞行状态进行实时监测，确定飞行速度、高度和状态，一旦发现有什么问题，立即报告。在资料的整理与审核阶段，要将摄影资料进行校验和处理，确认是否有遗漏，并检验影像的清晰性，如有不清楚的信息，请立即进行补拍。

2.3DOM及DEM技术

DOM技术也称数字正射影像技术，该技术按照特定图幅范围，对数字微分进行纠正、镶嵌、裁剪形成数字正射影像集，同时具备影像特征及地图几何精度特点[1]。DEM技术全称为数字高程模型技术，是基于有限地形高程数据，构建地面地形数字化模型（一组有序数值阵列形式），实现数字化表达的一种技术[2]。无人机测绘使用DEM技术的原理是：在空三加密基础上，实现原始影像数据的重采样，生产核线影像，通过系统自动匹配功能与三维离散点相互匹配，得到DSM后滤波处理获得DEM。DEM与DOM相互影响，只有高精准度DEM才能保障DOM的高精度，特别是对一些陡壁、高架桥等特殊区域，需要手动添加特征线，单纯依靠人工镶嵌处理，工作量大，因此要尽可能规避这些建筑物，保障DOM接边精度达标。

2.4海洋养殖方面

为确保水产品的养殖效益并减少对海洋环境的破坏，海洋养殖人员需要对海洋的养殖区域进行合理控制。但由于海洋海岸线曲折，养殖户想在短时间获得精确的养殖地形数据较为困难，在这种情况下养殖户可以运用无人机遥感技术对养殖区域进行低速航拍，以获得清晰的海洋养殖数据。测量人员需要及时了解测量周期内的海洋潮汐和天气情况变化，避免出现因潮汐或者天气因素影响无人机测量数据准确性的情况。例如“尤特”台风之后广东省镇海湾内某地区利用无人机遥感测绘技术对海洋养殖生蚝进行台风灾情的检测。

2.5环境监测

无人机测绘数据处理技术在环境监测领域有较为广泛的应用，可用于航测影像快速获取和处理，且获取影像精度高，便于相关人员全面掌握区域环境污染程度和排污情况，增加环境保护工作成效。以空气质量检测为例，在无人机内搭载气体传感器，用于收集各种基本信息，如气体实时浓度、温湿度、PM2.5、经纬度、高度等，显示实时监测数据，勘察历史数据，并生成曲线分析图，便于对比查看，如对100h内PM2.5、PM10、NO2、CO、SO2等实时监测数据和国控点数据进行比对，确定一段时间内，空气环境质量；还可以通过无线传输方式将数据传输至地面端，进行后续数据处理。工作流程是：打开气体传感器、上位机发送命令、自动识别气体名称和量程、反馈实时气体浓度、处理采集到的各种数据、关闭气体传感器，在这一数据处理环节中，倘若发现气体浓度超标，会自动报警，联系责任人进行处理。另外，在环境监测领域，无人机测绘数据处理技术还可用于固定污染源监测、海洋监测、湿地监测等领域。

2.6应急救援方面

在遇到自然灾害时，应用无人机遥感测绘技术能够有效地缩短救援消耗的时间，无人机能够深入灾情发生区域对现场情况进行拍摄并及时传回至救援指挥中心，指挥中心可以根据这些信息资料尽快制订救援方案。例如，地震发生之后，相关部门会利用无人机遥感测绘技术对受灾地区进行航空拍摄，为救援提供较为精准的地形参数，提高救灾工作的效率。

结语

综上所述，无人机遥感技术弥补了传统测绘的不足，当前我国无人机技术取得了显著的进步，为无人机遥感测绘的发展提供了有力支持。无人机遥感测绘技术是利用无线电设备操纵飞行器，从而快速获取信息的。在应用无人机遥感技术的过程中，技术人员需要重视相关应用方式，注重测绘细节，通过深入管控与布置，提高无人机测绘水平，使其能够为后续工程提供科学、可靠的信息内容，达到理想的应用效果。

参考文献

[1]王祥科,刘志宏,丛一睿,等.小型固定翼无人机集群综述和未来发展[J].航空学报,2020,41(4):20-45.

[2]李磊,徐月,蒋琪,等.2018年国外军用无人机装备及技术发展综述[J].战术导弹技术,2019(2):1-11.

[3]张继贤,刘飞,王坚.轻小型无人机测绘遥感系统研究进展[J].遥感学报,2021,25(3):708-724.

[4]熊颖郡.无人机遥感技术在生态环境监测领域的应用研究[J].中国资源综合利用,2021,39(2):59-61.

[5]谭金石, 陈颖彪, 祖为国. 利用无人机贴近摄影的临街建筑立面测绘方法[J]. 遥感信息,2021,36(6):80-85.