賴山東 鄭麗瑋

江西省自然資源測繪與監(jiān)測院 江西 南昌 330009

工程測繪通常會應用在大型工程中，對測繪人員的專業(yè)水平和知識儲備有著較高的要求。由于整個工程測繪環(huán)節(jié)較多，因此在實際測繪中往往會出現各種困難和挑戰(zhàn)。而無人機遙感測繪技術能夠在短時間內高效解決這些問題，因此受到專業(yè)測繪人員的高度青睞。

1 無人機遙感測繪技術的概念解析

無人機遙感測繪技術主要依靠各種先進的武器以及駕駛飛行器技術，遙感傳感器技術等，并將這些技術進行綜合使用，實現自動化、智能化、一體化、專業(yè)化的測量。該技術通常會利用在國土資源測量、自然環(huán)境測量以及地震災區(qū)測量中，專業(yè)人員對無人機遙感測繪技術中的所有數據進行分析整合，再借助信息技術設備加以計算，最終形成科學準確的調查結果，并為工程后期的進行提供數據參考、現階段無人機遙感測繪技術在國際上有著高的地位，也已經成為國內工程測繪工作順利開展的基礎[1]。

2 無人機遙感測繪在工程測繪領域中的應用優(yōu)勢

2.1 監(jiān)測工作更加高效

無人機最大的優(yōu)勢是能夠在最短的時間內上升到較高的空間中，這樣一來，就能夠有效擴展監(jiān)測作業(yè)范圍。通常情況下，在工程測繪進行中，一臺無人機每天會進行300平方公里左右的監(jiān)測作業(yè)，監(jiān)測效率高且能夠呈現完整且清晰度較高的圖像，為工程人員的方案設定提供著巨大的幫助。例如，在2018年廣州市黃埔區(qū)出現特大暴雨，某小區(qū)周圍環(huán)境復雜，山體高度在150米左右，樓高在120米左右，人員是無法進入現場進行勘查的，因此采用無人機遙感技術就能快速對小區(qū)周圍的環(huán)境進行錄像，專業(yè)人員進行分析之后，科學制定救援方案，最大程度將損失降低到最小。

2.2 監(jiān)測精度有效提升

無人機遙感測繪技術不僅適用于高空航拍，同時也適用于低空航拍，在低空航拍過程中，勘查人員會根據工程的不同區(qū)域，調整無人機的低空飛行范圍，雖然低空范圍較小，但監(jiān)測出的數據仍有較高的參考價值。若工程范圍較大，同時安排多架無人機也能夠充分借助遙感技術，多光譜等對大范圍工程面積進行實時監(jiān)測。

2.3 處理信息速度較快

無人機遙感測繪技術首先具備分析數據速度較快的優(yōu)勢，由于該技術可以獲取較高分辨率的圖片，因此在獲取信息以及分析信息時，可以直接提高信息的準確度。另外，無人機遙感測繪技術能夠與其他系統(tǒng)進行有效結合，且匹配度較高[2]。在具體工程測量中往往會使用多種技術結合的形式，這樣能夠避免出現測量誤差，將無人機遙感技術與其他系統(tǒng)互相結合，能夠使所有技術的優(yōu)勢更加互補，最大程度提高整個測量結果的準確性。

2.4 技術操作更加靈活

相對于其他傳統(tǒng)的測繪技術來講，無人機遙感技術操作更加靈活。傳統(tǒng)的衛(wèi)星遙感技術以及航空攝影技術不僅需要較高投資成本，同時也容易受到天氣的影響。而無人機遙感技術不管是在操作，飛行，測量等環(huán)節(jié)，都能實現智能化，自動化，除此之外，無人機還具備自我檢測功能，若出現故障會及時停止并返回，這樣也能有效減少時間浪費。即使在天氣比較惡劣或周圍地勢環(huán)境相對較差的區(qū)域，無人機也能夠調整工作狀態(tài)，對數據進行高效采集和回收。

3 無人機遙感測繪在工程測繪領域的具體應用

3.1 無人機遙感測繪技術在工程測量環(huán)境中的具體應用

在傳統(tǒng)的航空攝影技術中，由于受到惡劣環(huán)境的影響，該技術就難以在測繪中發(fā)揮較大的作用。而無人機遙感測繪技術主要通過無人機設備，該設備有著體型較小，攜帶方便以及起降點靈活的優(yōu)勢，不僅可以在低空飛行，還能在高空進行飛行。與此同時，無人機遙感技術還能夠在飛行的同時快速且準確地獲得高清晰度的航空影像，如此一來，可以直接提高測繪應急保障服務的效果。隨著科學技術的不斷發(fā)展，無人機遙感技術也越來越先進，在工作中獲取的影像不僅可以清晰地呈現出來，同時還會有各類數據的標注，極大地減少了工作人員的工作內容，為工程的后續(xù)開展提供著科學，全面的保障。無人機獲取的各類數據還會與地面的計算機技術進行連接，從而達到信息共享，方便測繪人員及時調取和查閱之前的測繪數據，并進行全面分析。

3.2 無人機遙感測繪技術在大比例尺測圖中的具體應用

在很多工程測量中都需要獲得大比例尺的圖片，而能夠勝任這一工作的主要技術就是無人機遙感測繪技術[3]。通過低空飛行對工程所涉及到的范圍進行全面測量，并獲取超清晰的影像數據，將數據信息傳遞給工作人員，最后所有人員再對數據進行分析和整合，借助專業(yè)設備構建完整的大比例尺測圖內容。無人機遙感測繪技術能夠快速獲取數據，主要歸功于自動校驗功能的組合特寬角低空數據相機系統(tǒng)，通過該系統(tǒng)，所有數據的測量能夠最大程度減少誤差，避免后期出現各種問題，同時也能有效規(guī)避由于人為操作而產生的失誤。無人機遙感測繪技術同時也具備邊緣現場補償相機姿態(tài)角度的技術，這樣更能夠提升數據測量的精確度。

3.3 無人機遙感測繪技術在突發(fā)性自然災害中的具體應用

我國疆域遼闊，在負責的地理環(huán)境中偶爾會出現各種自然災害。通常情況下，自然災害具有破壞力強，不可抗性以及不可預測性的特點，往往會在惡劣的地理環(huán)境中出現。例如，山洪、地震，泥石流等，自然災害出現之后，從救援人員出發(fā)到達現場，到最后的救援工作開展，期間的時間最為寶貴。借助無人機遙感技術，能夠快速獲取自然災害發(fā)生地區(qū)的環(huán)境和條件，便于救災人員及時制定救援策略。在傳統(tǒng)的救援工作中，載人遙感衛(wèi)星技術不僅不能及時監(jiān)測，同時獲得的數據準確度也有待提升，這樣的測量技術會阻礙救援工作的順利開展。而替換成無人機遙感測繪技術之后，整個救災工作的效率能夠有效提升。

3.4 無人機遙感測繪技術在影像資料獲取中的具體應用

通常情況下，專業(yè)人員會在無人機的內部安裝攝像頭，該攝像頭主要是對需要測繪的工程目標內部及周圍環(huán)境進行各種數據的測量和信息的傳遞，并形成重要的影像資料。相對于傳統(tǒng)的測繪技術，無人機遙感技術的準確性會更高，這是由于無人機安裝的攝像頭可以動態(tài)調整與測繪對象之間的距離，從而找到最清晰，分辨率最高的影響，也能避免影像不全面或缺損的問題，因此能夠為地面工作人員傳遞最佳的圖片信息，從而提高整個工程的準確性。無人機安裝的攝像頭在采取影像數據時，還能對各類影像進行初步校正、回傳，對比、分析等處理，滿足設備內部的參數要求之后，影像資料才會被進一步傳遞，這樣也能夠幫助工作人員節(jié)約時間，從而提高工程測繪的效率。

3.5 無人機遙感測繪技術在國土規(guī)劃測量中的的具體應用

現階段隨著城市建設速度的不斷加快，我國人均國土資源呈下降趨勢，如何高效的利用國土資源已經成為現階段國土規(guī)劃中的重要內容。在城市建設中，尤其是對城市群周邊的環(huán)境進行測量時，往往有著測量內容復雜的特點。傳統(tǒng)的測繪技術已經不能滿足環(huán)境的具體測量要求，此時使用無人機遙感測繪，再加上GPS定位技術，可以對各個城市群周邊的地區(qū)加以測量[4]。與此同時，城市內部的交通規(guī)劃，建筑分布，居民人群分布等也可以借助該技術實現實時監(jiān)測。城市規(guī)劃管理人員可以通過監(jiān)測數據對城市進行有效管理。例如建筑工程管理，道路交通管理等，全面推動城市建設的科學發(fā)展。

3.6 無人機遙感測繪技術在礦山測量中的具體應用

國內經濟的不斷發(fā)展離不開各種礦產資源的支持，尤其是煤炭資源，現階段已經成為社會行業(yè)發(fā)展的經濟支柱。在開采各類資源時，由于礦山所處地理位置特殊，往往有著地勢險峻，環(huán)境惡劣的特點。若采用傳統(tǒng)的測繪技術，無法全面準確的測出礦山的整體狀態(tài)，這樣就會導致在后期的開采計劃設計以及開采工程進行時出現各類問題，不僅使工期受到影響，嚴重的也會帶來人員的傷害。而采用無人機測繪技術之后，可以在測量環(huán)節(jié)對礦山周圍的環(huán)境進行全面準確的測量，依據精確度較高的各類數據和影像資料，勘察人員和方案制定人員會不斷優(yōu)化和完善開采方案，促進開采效率的持續(xù)提升。

4 無人機遙感測繪在工程測繪領域的案例分析

4.1 測繪區(qū)域地貌簡要分析

某工程屬于無人機燃氣干線測繪工程，該項目起自A調壓站，外圍墻在3m左右，在B調壓計量站結束，整個管道的管徑為D508毫米，擬設計壓力為1.5MPa，整體線路長度約在35公里左右，擬設定兩座調壓計量站在整個干線內會分布6座支管閥井以及3 座階段閥井。此次測量主要有以下兩方面任務，第一首級平面要完成93個圖根GPS控制點的測量。第二，在測繪區(qū)范圍內制作1：500比例尺的地形圖，整體長度在35公里。

4.2 測繪儀器設備的準備

勘察人員通過對地形簡單勘查之后，確定如下測繪儀器，分別是GNSS全球定位系統(tǒng)、無人機、水準儀、對講機以及條碼水準標尺。這些儀器從運輸到使用之前，都會經過嚴格保管，并核查使用參數是否滿足工程測量標準，確保所有參數合格之后再進入下一階段的測量工作。

4.3 控制測量階段的開展

在測量初期，工程負責人提供燃氣干線一期工程初步規(guī)劃圖，專業(yè)人員再充分考慮工程周圍環(huán)境以及成本投入和項目落地性，制定了控制測量法。采用本省CORS網絡RTK測量方法進行全面測量，進一步精細化分之后，將整個燃氣干線分成一期工程和二期工程，在一期工程19公里長度中，擬設定93個控制點，所以控制點的設定要滿足以下五個要求[5]。第一，控制點要達到影像清晰，這樣便于測量的快速進行。第二，控制點應當設在航向3片重疊范圍內，若出現多航線可以設置成6片或5片重疊范圍，這樣可以保證相鄰兩片之間的影像更加清晰。第三，若控制點在地勢較高的位置，應當選擇高層起伏較小的地方，這樣更便于測量。第四，控制點點位距象片的邊緣要在150像素之上。第五，控制點的分部應當在四角及航線交叉處。若有野外區(qū)域，應當按1：500比例尺進行跨越測量。在區(qū)域網點內，應當按照1：1500比例尺進行測量。

4.4 像控點布設的具體方案

專業(yè)勘察人員根據本測量工程的具體情況以及93個相控點的具體要求，采用三腳架方式進行GPS天線的架設工作，并且開始在測量過程中使用專業(yè)儀器，該儀器符合下列具體規(guī)定：首先，在相控點布設之前，對所有儀器進行初始化參數設計。其次，在具體觀測時應當對所有數據邊觀測邊記錄。再次，對每一個相控點的測量次數不少于十次，并選擇平均值作為最終結果。最后，經緯度應當明確標出。在所有相控點的測量過程中應當保證平面坐標在2cm左右，垂直坐標在3cm左右，這樣的測量結果才具備參考性。最后的結果將由專業(yè)人員進行核算，分析之后，若滿足工程要求，才能投入后期的使用中。

4.5 無人機飛行航線的具體規(guī)劃

第一，無人機航片重疊度的設置。專業(yè)人員在使用無人機進行航拍之前，要科學根據工程周邊環(huán)境的具體情況設置航線規(guī)劃，既要保障所有的區(qū)域能夠監(jiān)測，同時還應當避免出現重復，這樣才能提高航拍質量和效率。根據相關規(guī)定，專業(yè)人員將航向重疊度控制在60%到80%之間，旁向重疊度控制在15%到60%之間。由于該工程總體所處的地勢環(huán)境較平坦，因此對無人機來講，可以按一個航攝分區(qū)進行拍攝，最終確定航向重疊度為80%，旁向重疊度為70%。

第二，飛行高度的規(guī)劃。無人機在進行航拍時，飛行高度與航線規(guī)劃也應當同樣重視?？茖W的飛行高度能夠對區(qū)域特點進行全面分析且獲取的影像也有較高的參考價值。根據無人機航向，旁向的重疊度可得知，飛行高度應當取決于航線高度的鏡頭主距，其鏡頭主距為28mm，影像地面分辨率為0.05m，最終經過專業(yè)人員計算，得出相應的飛行高度為215m[6]。

4.6 數字線畫地形圖數據的采集和處理環(huán)節(jié)

在該環(huán)節(jié)，專業(yè)人員會采用MapMatrix的數字攝影測量工作站形式，對所有數字測圖加以確定，本著業(yè)內定位，外業(yè)定性的工作原則，將航空數字影像制作做成立體模型。但這一環(huán)節(jié)需要無人機航拍過程中獲取全要素數據，最終形成圖形文件，才能制作立體模型。該區(qū)域比例尺圖形為1:500，因此，可采用外業(yè)像控、內業(yè)測圖、修補測、內業(yè)編輯的方法進行。航拍人員會將GPS和全站儀收集到的數據儲存在計算機中，再結合CSS 7.0系統(tǒng)制作最終的繪圖草圖，然后再根據比例尺的相應要求，對所有圖片進行檢查，最終繪制成DWG格式的圖片。

5 總結

綜上所述，現階段工程測繪技術中，無人機遙感技術屬于常用技術。在具體使用過程中，作業(yè)人員應當科學根據工程所處地理環(huán)境以及工程測繪要求，對無人機進行各種設備以及參數的科學設定，并動態(tài)調整各類參數，使其滿足測繪要求。只有有效發(fā)揮無人機遙感技術的測繪優(yōu)勢，在具體工作中才能獲取最準確的影像資料，以此保障工程測繪的順利進行。