摘要：隨著科技的飛速發(fā)展，無人機技術(shù)已經(jīng)逐漸滲透到各個行業(yè)領(lǐng)域，成為現(xiàn)代科技進步的一個重要標志。在工程測繪領(lǐng)域，傳統(tǒng)的測繪方法往往耗時耗力，且存在一定的安全風險。而無人機遙感測繪技術(shù)的出現(xiàn)，為工程測繪帶來了革命性的變革。因此，旨在深入研究工程測繪中無人機遙感測繪技術(shù)的應(yīng)用，探討其面臨的困境與挑戰(zhàn)，并提出相應(yīng)的發(fā)展策略和建議。

關(guān)鍵詞：工程測繪無人機遙感測繪技術(shù)數(shù)據(jù)獲取數(shù)字高程模型

ResearchontheApplicationofUAVRemote-SensingSurveyingandMappingTechnologyinEngineeringSurveyingandMapping

YAOXianrui

HebeiPuguanGeographicInformationTechnologyCo.，Ltd.，Langfang，HebeiProvince，065201China

Abstract：Withtherapiddevelopmentofscienceandtechnology，UAVtechnologyhasgraduallypenetratedintovariousindustriesandbecomeanimportantsymbolofmodernscientificandtechnologicalprogress.Inthefieldofengineeringsurveyingandmapping，traditionalsurveyingandmappingmethodsareoftentime-consumingandlabor-consumingandhavecertainsecurityrisks.TheemergenceofUAVremote-sensingsurveyingandmappingtechnologyhasbroughtrevolutionarychangestoengineeringsurveyingandmapping.Therefore，thispaperaimstodeeplystudytheapplicationofUAVremote-sensingsurveyingandmappingtechnologyinengineeringsurveyingandmapping，discussthedifficultiesandchallengesitfaces，andputforwardcorrespondingdevelopmentstrategiesandsuggestions.

KeyWords：Engineeringsurveyingandmapping;UAVremote-sensingsurveyingandmappingtechnology;Dataacquisition;Digitalelevationmodel

無人機遙感測繪技術(shù)以其高效、靈活、安全的特點，在工程測繪中發(fā)揮著越來越重要的作用。它不僅能夠快速獲取大范圍的地理信息數(shù)據(jù)，還能夠通過高精度的遙感傳感器獲取高質(zhì)量的影像資料，為工程設(shè)計和施工提供準確可靠的數(shù)據(jù)支持。然而，無人機遙感測繪技術(shù)在應(yīng)用過程中也面臨著一些挑戰(zhàn)和困境。例如：無人機平臺的穩(wěn)定性、續(xù)航時間、載荷能力等問題，以及數(shù)據(jù)處理過程中的融合處理難題等，這些問題的存在，一定程度上限制了無人機遙感測繪技術(shù)在工程測繪中的廣泛應(yīng)用和深入發(fā)展[1]。

1工程測繪中無人機遙感測繪技術(shù)的應(yīng)用流程

1.1數(shù)據(jù)獲取

數(shù)據(jù)獲取是無人機遙感測繪技術(shù)在工程測繪中的首要環(huán)節(jié)，其重要性不言而喻。在這一階段，任務(wù)規(guī)劃顯得尤為重要。技術(shù)人員需要根據(jù)工程需求，綜合考慮比例尺、最終產(chǎn)品形式、地面分辨率（GroundSampleDistance，GSD）等因素，精心規(guī)劃無人機的飛行路線、高度、速度等參數(shù)，這些參數(shù)的設(shè)定直接關(guān)系到后續(xù)數(shù)據(jù)的質(zhì)量和精度。在飛行前檢查環(huán)節(jié)，技術(shù)人員需要對無人機的各項設(shè)備進行仔細檢查，包括地面監(jiān)控站、飛行平臺、傳感器、發(fā)動機、電池與燃油等。只有確保這些設(shè)備都處于正常工作狀態(tài)，才能保證無人機能夠順利完成任務(wù)。此外，地面控制點的設(shè)置和測量也是數(shù)據(jù)獲取階段的關(guān)鍵步驟。地面控制點的選擇需要充分考慮測區(qū)地形條件和影像圖精度要求，以確保空三測量的精度。在航空攝影環(huán)節(jié)，無人機將搭載相機根據(jù)預(yù)設(shè)的拍攝點進行自動拍攝，這一過程需要確保無人機能夠準確到達拍攝點，并自動開始拍攝。同時，銷售點終端（PointofSales，POS）系統(tǒng)將對拍攝過程中無人機的實際姿態(tài)參數(shù)進行記錄，為后續(xù)數(shù)據(jù)處理提供重要依據(jù)。待無人機完成飛行任務(wù)返回地面后，技術(shù)人員還需要對獲取的數(shù)據(jù)進行質(zhì)量檢查，包括航線質(zhì)量、航飛質(zhì)量、影像質(zhì)量等方面。只有確保數(shù)據(jù)質(zhì)量符合要求，才能進行后續(xù)的數(shù)據(jù)處理和分析[2]。

1.2數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)處理是無人機遙感測繪技術(shù)在工程測繪中的核心環(huán)節(jié)，其過程復(fù)雜且繁瑣。數(shù)據(jù)預(yù)處理是數(shù)據(jù)處理的第一步，主要包括對POS數(shù)據(jù)和航帶的整理、像片畸變的修正以及像片的勻光勻色等，這些處理能夠有效提高數(shù)據(jù)的質(zhì)量和精度，為后續(xù)的空三測量和DEM（DigitalElevationModel）、DOM（DigitalOrthoMap）生成打下堅實基礎(chǔ)?？杖郎y量是數(shù)據(jù)處理中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其核心思想是通過對外業(yè)測量相關(guān)控制點的合理設(shè)置，利用數(shù)學模型和平差解算的方法確定航測數(shù)據(jù)處理過程中必需的所有控制點，這一過程需要技術(shù)人員具備扎實的理論知識和豐富的實踐經(jīng)驗，才能確保測量結(jié)果的準確性和可靠性。在空三加密過程中，相對定向和絕對定向是兩個重要的步驟。相對定向是將每個影像都納入自由坐標系當中實施自由網(wǎng)平差；而絕對定向則是將相對定向結(jié)果及時轉(zhuǎn)換至大地坐標系當中，這兩個步驟的順利完成對于確?？杖郎y量的精度至關(guān)重要。生成DEM和DOM是數(shù)據(jù)處理的重要成果之一。DEM即數(shù)字高程模型，能夠反映測區(qū)范圍內(nèi)的地形起伏情況；而DOM即數(shù)字正射影像圖，則是利用DEM對原始影像進行糾正后得到的正射影像圖，這兩類成果在工程測繪中具有廣泛的應(yīng)用價值，能夠為土地測繪、城市規(guī)劃、環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域提供有力支持。在生成DEM和DOM后，技術(shù)人員還需要進行質(zhì)量檢查，確保成果符合精度要求。通過這些處理步驟，技術(shù)人員可以獲得密度更高、精度更好的點云數(shù)據(jù)和數(shù)字表面模型（DigitalSurfaceModel，DSM）[3]。

2工程測繪中無人機遙感測繪技術(shù)的應(yīng)用

2.1精準獲取測繪影像數(shù)據(jù)

在工程測繪中，獲取精準、實時的影像數(shù)據(jù)是至關(guān)重要的。傳統(tǒng)的測繪方法往往需要大量的人力、物力和時間成本，而且在一些復(fù)雜的環(huán)境中難以獲取全方位、準確的數(shù)據(jù)。而無人機遙感測繪技術(shù)則能夠很好地解決這些問題。無人機遙感測繪技術(shù)通過搭載高分辨率的相機和傳感器，能夠在短時間內(nèi)獲取大量的影像數(shù)據(jù)。同時，借助先進的飛行控制系統(tǒng)和導(dǎo)航技術(shù)，無人機能夠?qū)崿F(xiàn)精準的定位和飛行軌跡規(guī)劃，確保獲取的影像數(shù)據(jù)具有高精度和高分辨率。此外，無人機遙感測繪技術(shù)還能夠?qū)崟r傳輸數(shù)據(jù)，使得測繪人員能夠及時了解現(xiàn)場情況，提高測繪效率和精度。在實際應(yīng)用中，無人機遙感測繪技術(shù)在獲取測繪影像數(shù)據(jù)方面已經(jīng)取得了顯著的效果。例如：在土地測繪中，無人機遙感測繪技術(shù)能夠獲取高分辨率的土地利用現(xiàn)狀圖，為土地規(guī)劃和管理提供有力的數(shù)據(jù)支持。在城市規(guī)劃中，無人機遙感測繪技術(shù)能夠獲取城市的三維模型，為城市規(guī)劃提供更加直觀、準確的數(shù)據(jù)[4]。

2.2惡劣復(fù)雜環(huán)境中的應(yīng)用

在工程測繪中，常常會遇到一些惡劣的復(fù)雜環(huán)境，如高山、峽谷、沼澤等，這些環(huán)境對于傳統(tǒng)的測繪方法來說具有很大的挑戰(zhàn)性，而無人機遙感測繪技術(shù)則能夠很好地適應(yīng)這些環(huán)境。無人機具有輕便、靈活的特點，能夠在復(fù)雜的環(huán)境中自由飛行。同時，無人機遙感測繪技術(shù)不需要直接接觸目標對象，所以，能夠避免一些危險和風險。此外，無人機遙感測繪技術(shù)還能夠穿透云層、天氣等因素的限制，獲取更加全面、準確的數(shù)據(jù)。在實際應(yīng)用中，無人機遙感測繪技術(shù)已經(jīng)在一些惡劣的復(fù)雜環(huán)境中得到了廣泛應(yīng)用。例如：在礦山地質(zhì)勘測中，無人機遙感測繪技術(shù)能夠獲取礦山的地形地貌、礦體分布等數(shù)據(jù)，為礦山的開采和設(shè)計提供有力的數(shù)據(jù)支持。在災(zāi)害監(jiān)測中，無人機遙感測繪技術(shù)能夠?qū)崟r監(jiān)測災(zāi)害現(xiàn)場的情況，為災(zāi)害救援提供及時、準確的信息。

2.3低空作業(yè)過程中的應(yīng)用

在工程測繪中，低空作業(yè)是一種常見的作業(yè)方式。傳統(tǒng)的低空作業(yè)方法往往需要借助飛機或直升機等設(shè)備，成本較高且存在一定的風險。而無人機遙感測繪技術(shù)則能夠很好地替代傳統(tǒng)的低空作業(yè)方法。無人機具有輕便、靈活的特點，能夠在低空環(huán)境中自由飛行。同時，無人機遙感測繪技術(shù)能夠獲取高分辨率的影像數(shù)據(jù)，滿足低空作業(yè)的需求。此外，無人機遙感測繪技術(shù)還能夠?qū)崿F(xiàn)實時傳輸數(shù)據(jù)，提高作業(yè)效率和精度。在實際應(yīng)用中，無人機遙感測繪技術(shù)已經(jīng)在低空作業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用。例如：在電力線路巡檢中，無人機遙感測繪技術(shù)能夠?qū)崟r監(jiān)測電力線路的情況，及時發(fā)現(xiàn)并處理潛在的安全隱患。在農(nóng)業(yè)植保中，無人機遙感測繪技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)精準施藥，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率和質(zhì)量。農(nóng)業(yè)無人機在低空作業(yè)中的農(nóng)藥噴灑應(yīng)用展現(xiàn)出了高效、精準、環(huán)保等優(yōu)勢，所有作業(yè)高度下的飛行速度均為5m/s，這表明無人機在不同高度下都能保持恒定的速度，有助于實現(xiàn)均勻噴灑（如表1所示）。

2.4特殊目標獲取中的應(yīng)用

在工程測繪中，有時需要獲取一些特殊目標的數(shù)據(jù)，如高層建筑、橋梁、隧道等，這些目標往往具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)和特殊的環(huán)境，傳統(tǒng)的測繪方法難以獲取準確的數(shù)據(jù)。而無人機遙感測繪技術(shù)則能夠很好地解決這些問題。無人機遙感測繪技術(shù)能夠通過搭載高分辨率的相機和傳感器，獲取特殊目標的詳細數(shù)據(jù)和影像資料。同時，借助先進的飛行控制系統(tǒng)和導(dǎo)航技術(shù)，無人機能夠?qū)崿F(xiàn)精準定位和飛行軌跡規(guī)劃，確保獲取的數(shù)據(jù)具有高精度和高分辨率。此外，無人機遙感測繪技術(shù)還能夠?qū)崟r傳輸數(shù)據(jù)，使得測繪人員能夠及時了解現(xiàn)場情況，提高測繪效率和精度。在實際應(yīng)用中，無人機遙感測繪技術(shù)已經(jīng)在特殊目標獲取中得到了廣泛應(yīng)用。例如：在建筑物測繪中，無人機遙感測繪技術(shù)能夠獲取建筑物的高精度三維模型，為建筑物的設(shè)計、施工和管理提供有力的數(shù)據(jù)支持。在橋梁檢測中，無人機遙感測繪技術(shù)能夠?qū)崟r監(jiān)測橋梁的結(jié)構(gòu)和狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)并處理潛在的安全隱患[5]。

3工程測繪中無人機遙感測繪技術(shù)的應(yīng)用困境與發(fā)展展望

3.1無人機遙感測繪技術(shù)的應(yīng)用困境

3.1.1無人機平臺穩(wěn)定性不足

無人機在執(zhí)行遙感測繪任務(wù)時，需要保持高度穩(wěn)定以獲取清晰的影像數(shù)據(jù)。然而，由于飛行環(huán)境的復(fù)雜性，如風力、氣流干擾等，無人機平臺常常面臨穩(wěn)定性不足的問題，這種不穩(wěn)定性不僅會影響數(shù)據(jù)的采集質(zhì)量，還可能導(dǎo)致無人機失控，從而引發(fā)安全事故。

3.1.2載荷能力限制

無人機的載荷能力是指其能夠攜帶的傳感器、相機等設(shè)備的總重量。由于技術(shù)和設(shè)計上的限制，無人機的載荷能力往往較為有限，這意味著在執(zhí)行復(fù)雜的遙感測繪任務(wù)時，無人機無法攜帶所需的全部設(shè)備，從而限制了其應(yīng)用范圍和數(shù)據(jù)采集的完整性。

3.2無人機遙感測繪技術(shù)的發(fā)展展望

3.2.1多無人機組網(wǎng)合作

為了提高遙感測繪的效率和可靠性，未來可以考慮將多個無人機進行組網(wǎng)合作。通過協(xié)同規(guī)劃和智能控制，多個無人機可以同時執(zhí)行任務(wù)，共享數(shù)據(jù)和資源，從而大大提高作業(yè)效率和數(shù)據(jù)質(zhì)量。此外，多無人機組網(wǎng)還可以降低單架無人機在復(fù)雜環(huán)境下的風險，提高整體系統(tǒng)的魯棒性和安全性。

3.2.2智能控制與容錯體系

未來的無人機遙感測繪系統(tǒng)將更加注重智能化和自主化。通過引入先進的智能控制算法和容錯機制，無人機可以更加自主地執(zhí)行任務(wù)，減少人工干預(yù)的需求。同時，構(gòu)建可替換的平臺、載荷和組合工作流將使得系統(tǒng)更加靈活和可擴展。當某個部分出現(xiàn)故障時，系統(tǒng)可以自動切換到備用方案，確保任務(wù)的順利進行。

4結(jié)語

綜上所述，雖然無人機遙感測繪技術(shù)在工程測繪領(lǐng)域的應(yīng)用面臨穩(wěn)定性、續(xù)航時間、載荷能力以及數(shù)據(jù)融合處理等挑戰(zhàn)，但隨著科技的進步和創(chuàng)新，這些困境將逐步得到解決。多無人機組網(wǎng)合作、智能控制與容錯體系、數(shù)據(jù)融合與處理技術(shù)提升以及標準化與統(tǒng)一化等發(fā)展方向，為無人機遙感測繪技術(shù)的未來描繪了充滿希望的藍圖。未來這一技術(shù)將能夠更好地服務(wù)于工程測繪行業(yè)，為社會的建設(shè)和發(fā)展貢獻更大的力量。

參考文獻

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