测绘工程测量中无人机遥感技术运用探讨

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　　摘 要：无人机遥感技术是一种利用无线电遥控设备及加载好的程序控制装置获取测绘信息的现代化测绘技术，具有经济适用性好、测绘效率高、测绘数据时效性强且准确度高的优点，被广泛应用于测绘工程测量中，比如说复杂环境下的测绘作业，以及现代化矿山建设、自然灾害救援中。技术应用过程中，需按照像控点布设、相机检校、航线设计、航空摄影、高精度加密计算、内业测图和外业测绘的程序作业。
　　关键词：测绘工程测量;无人机遥感技术;运用
　　中图分类号：P237 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2019）13-0135-02
　　所谓测绘工程，是指利用现代化测绘技术，测定地球及其他行星形状、大小、重力场的项目，研究、测绘对象包括地物、地貌及地下的地质构造、水文、矿产等[1]。一般情况下，测绘工程可获取表面的地物、地形在水平面上的投影位置及高程等信息，再按照一定比例缩小绘制成地形图，标注上相关的符号及注记的工作，项目成果包括我们常见的地图、旅游线路图等[2]。测绘工程测量受测绘技术的影响比较大，采用现代化的先进科学技术，比如说无人机遥感技术，可有效提升工作效率及治疗。无人机遥感技术具有经济适用性好、测绘效率高、测绘数据时效性强且准确度高的优点，且随着相关核心技术的发展，其摄影角度愈加丰富，借助无人机三维倾斜摄影技术，测绘人员可获取垂直及倾斜等多个方位的地标物影像，自动生成三维地理信息模型，实现对于测绘工程区域的立体、动态化监测。
　　1 无人机遥感技术概述
　　无人机遥感技术是利用无线电遥控设备及加载好的程序控制装置获取测绘信息的一项技术。从系统框架上来说，无人机遥感技术系统主要由无人机飞行平台、具有飞行控制和任务设备管理功能的飞行控制系统、摄影传感器、地面控制系统组成，在进行测绘工程测量时，作业人员一般会选择固定翼无人机和EOS 5DMarkⅡ摄影传感器[3]。
　　应用无人机遥感技术进行测绘工程测量，可通过垂直及倾斜等多个角度采集遥感影像，获取完整、真实的地标物信息。相比于传统的测绘技术来说，无人机遥感技术具有以下几个优势点：（1）周期短，灵活度高。无人机是一种可远程控制的现代化测绘设备，飞行器内无需人员操控，可深入地形险峻地段，对于起飞、降落地点可苛刻要求，飞行时受到外界影响较小，可随时出发执行任务，且其工作效率高，每周可监测面积达到了2100平方公里，获取清晰图像数据会直接处理，并将结果传输至管理基地，大大节省人力、时间成本;（2）飞行航线固定，成本低。在执行测绘工程测量工作前，技术人员会根据目标区域信息设计飞行航线，并设置无人机的飞行高度、角度乃至姿势，可控性强，自动化程度高，能够有效保证其工作成效，而且，无人机造价低，运行成本低，维护措施简单;（3）分辨率高，数据准确。无人机上携带的数码相机、彩色数字摄影机等设备，都是高精密型数码成像式器材，具备垂直、倾斜摄影功能，以及低空捕捉地标物多角度影像的能力，近景航拍精度可达亚米级，所获取的全方位數字正射影像图清晰直观，能够确保地图元素的完整性，确保数据的准确性及精准度。
　　2 测绘工程测量中无人机遥感技术的运用流程
　　2.1 像控点布设与相机检校
　　在测绘工程测量中，应用无人机遥感技术，首要程序是布设像片控制点，在这项工作中，可直接加密摄影测量的控制点，也可根据测图需求在实地布设控制点。有学者经研究发现，在采取区域网布点额时候，应该设置2条航线，设置12条平高点布设基线，且在各条航线上设置高程控制点，并分别布设5条基线。像控点布设完成后，全面检校无人机上携带的各类相机，确保各项功能正常，摄像清晰，能够获得分辨率达标的全方位影响。
　　2.2 航空摄影
　　在无人机航测工作开展过程中，首先，应该设计好航线，根据现有的待测地区信息，包括大致地形信息，例如山峰、水域、建筑、军事设施等地形要素的分布情况，工作时的风力风向、降雨、起雾、云系高度，光照强度等信息，制定科学合理的航线，并设置在不同位置时相机的焦距、像幅;其次，在规定工作期限内，选择一个天气晴朗、风阻低、云雾少、大气透明度高且无尘沙飞扬的天气，进行航空摄影，不过在工作时间设置上，还需根据不同区域的地形条件，根据规定的太阳高度角来细化[4]。
　　2.3 高精度加密计算
　　将无人机传输回来的影像数据、像片控点数据等集中在一起，进行预处理后，再导入INPHON软件主模块中，进行空中三角测量，应用OrthoVista模块、SeamEditor等，纠正单片，拼接影像并生成正射影像成果，在这一过程中，可应用自检校的平差方式，来消除地球曲率、大气折光造成的数据误差，确保结果准确性。此外，测绘人员可将测绘所获影像和数据导入ContextCapture center软件中，提交任务进行三角测量解算，合理设置各项参数及像控点刺点位置，根据作业目标选择建模的区域、精度及格式，进行实景三维建模[5]。
　　2.4 内业测图和外业测绘
　　展开内业测图工作时，以像控点为依据，利用空中三角测量计算出测图的控制点、平面坐标、高程，再根据实际情况调整测量方案，在遇到植被覆盖的地区，应该进行补测，根据植物高度调修正绘图数据，遇到电缆、建筑等独立物体，应该进行精确化测量，并利用计算机软件制作格式地图。外业测绘在实际打印的地图上进行，作业人员需严格按照国家测绘工程测量标准，修正、调整测量结果，全面保障结果准确度，再以统一标准，标注电缆、通信线路、转折点等，标明公路等级、宽度、类型，在准确的位置绘制桥梁、涵洞等构筑物，确保各地标物的误差不超过0.5米。
　　3 测绘工程测量中无人机遥感技术的具体运用
　　3.1 复杂环境下的应用
　　在测绘工程中，难免会遇到一些复杂的测量作业环境，如若采用人工作业的方式，风险大且效率低，无法获得令人满意的结果。应用无人机遥感技术，能够全面实现自然资源与空间的监测，打破地理环境、气候因素对于测量工作的限制，同时保障空间成像精度，确保数据的准确性[6]。无人机遥感技术具有极强的环境适应性，可在单一模型中实现定向测量操作，能够确保各个目标区域信息采集的完整度、统一性及精确性，再采用多种加密方式处理信息，可有效保障地理信息的安全性。相较而言，无人机遥感技术是诸多现代化测绘技术中，对于人工作业要求最低的，因此也降低了人工作业成本，确保了作业的安全性，同时，由于无人机造价低的特点，整体花费较少，被广泛应用于复杂环境的测绘作业中。 　　3.2 现代化矿山建设
　　在矿山治理中，常常会应用无人机遥感技术进行测绘作业。比如说，目前社会对于矿山建设提出了环保性上的要求，加强矿山环境治理，促进矿山生态环境恢复，成为了目前矿山建设的主要任务，借助无人机遥感技术，通过无人机搭载多种传感器，可获取雷达、真彩色、多光谱等多种矿区遥感数据，数据传输至计算机经相关软件处理后，进行定性或定量分析，可获取准确即时的信息，明确现阶段矿山环境治理及恢复现状，准确评估绿色矿山建设成果。此外，这项技术还可用于矿山管理与开发中，我国矿产开采技术相对落后，安全保障措施执行不到位，开采方式不规范、缺乏开采规划等问题普遍存在，造成了大量矿产资源的浪费，针对这种情况，政府借助无人机遥感技术，可实现对于矿产开采情况的实时监测，及时发现企业乱采、乱挖矿山的情况，获取证据，给予严惩[7]。
　　3.3 自然灾害救援
　　人类社会在发展过程中，做出了不少破坏自然环境的行为，这使得目前人类的生存环境愈发恶劣，洪灾、旱灾、地震、泥石流等自然灾害的发生愈加频繁。自然灾害的发生，是不可避免的，但是人们应该尽可能快地展开救援，提升救援效率，尽量减少灾害所致的人员伤亡与财产损失，尽快获取灾区信息，进行灾后重建，降低自然灾害造成的不良影響。一般来说，在大型自然灾害发生后，灾区与外地的道路、通讯都会被阻断，救援队伍无法第一时间获取灾情信息，影响到了救援工作的进行。无人机遥感技术能够突破自然灾害对于信息的阻断，迅速获取灾区地形地貌信息，标记受害者位置，获取灾区影像，并在第一时间将这些信息传输至救援基地，救援团队根据上述信息，可迅速制定救援方案，即刻展开救援，缩短受害者得到救援的时间，保障其生命安全。
　　4 结语
　　随着社会的发展，在高新科技支持下，现代测绘技术体系在理论、技术上都得到了迅猛的发展，技术面貌日新月异，为测绘工程测量成效的全面提升提供了保障。测绘工程测量是目前社会建设中不可或缺的一项工作，无论是大型工程建设，还是土地开发整顿，都是以测绘工作为基础展开的，而且，其工作量一般比较大，工序复杂，如果依靠传统的人工测量方法，工作周期长，效率低，无法保证数据的即时性及准确性。无人机遥感技术的研发运用，为测绘工程测量的现代化发展提供了技术支持，这项技术操作简便，自动化程度高，无需人工操控，工作效率高，可在短时间内获取高分辨率图像及精确度极高的数据，且其机械设备及其维护成本均较低，对于测绘项目的低成本、科技化发展产生了积极的影响[8]。
　　参考文献
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　　[2] 杨存建，李何超，许光洪，向筱，杨德菲.基于大疆无人机遥感的农村居民点建筑密度与容积率的测算[J].山地学报，2019，37（01）：144-150.
　　[3] 向杰，陈建平，李诗，赖自力，黄浩中，刘静，谢帅.无人机遥感技术在北京首云铁矿储量动态监测中的应用[J].国土资源遥感，2018，30（03）：224-229.
　　[4] 侍昊，李旭文，牛志春，李卫正，王甜甜，张悦.基于微型无人机遥感数据的城市水环境信息提取初探[J].中国环境监测，2018，34（03）：141-147.
　　[5] 万炜，肖生春，陈小红，滕泽宇，丁爱军，韩超，颜长珍.无人机遥感在野外植被盖度调查中的应用——以阿拉善荒漠区灌木为例[J].干旱区资源与环境，2018，32（09）：150-156.
　　[6] 孙长奎，刘善磊，王圣尧，陈超，沈泉飞，石善球，王玮.浅谈无人机遥感技术在智慧城市建设中的应用[J].国土资源遥感，2018，30（04）：8-12.
　　[7] 顾铮鸣，金晓斌，杨晓艳，赵庆利，蒋宇超，韩博，单薇，刘晶，周寅康.基于无人机遥感影像监测土地整治项目道路沟渠利用情况[J].农业工程学报，2018，34（23）：85-93.
　　[8] 汪传建，江红红，尹小君，孙世泽，张雅，李冬.基于GPS与无人机遥感反演草地生物量的放牧场利用强度评估[J].农业工程学报，2018，34（19）：82-87.
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