論無人機遙感技術(shù)在測繪工程測量中的應(yīng)用

【摘要】文章主要分析了無人機遙感技術(shù)在測繪工程測量中應(yīng)用的問題，在闡述了無人機遙感技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀以及優(yōu)勢的基礎(chǔ)上，指出了將其應(yīng)用到測繪工程測量工作中的重要性，并提出了一系列具體的應(yīng)用措施，希望能夠為測繪工程測量有關(guān)人員提供參考。

【關(guān)鍵詞】無人機；遙感測繪；優(yōu)勢；應(yīng)用

1、無人機遙感技術(shù)目前的發(fā)展狀況

當前全世界有32個國家正在研制超過300種無人飛行器，41個國家正在使用近100種無人飛行器。世界許多國家正在建立民用無人機產(chǎn)業(yè)，并推動其廣泛應(yīng)用，而中國無人機產(chǎn)業(yè)也取得了很大進展，產(chǎn)品已經(jīng)開始出口到國外高端市場。專家指出，隨著無人機裝備的發(fā)展和服務(wù)隊伍的建設(shè)，我國已能夠利用無人機為國民經(jīng)濟建設(shè)服務(wù)，無人機發(fā)展已經(jīng)進入社會應(yīng)用的新時期。低空遙感技術(shù)是近年來在遙感技術(shù)基礎(chǔ)上迅速發(fā)展起來的地理信息數(shù)據(jù)快速獲取技術(shù)，該技術(shù)利用無人飛機平臺搭載航空數(shù)碼相機進行航空攝影，采用imu/gps技術(shù)進行自動導航，在1000米以下進行低空作業(yè)，具有機動靈活、高效快速、精細準確、可云下攝影等特點。無人機遙感技術(shù)已經(jīng)成為我國經(jīng)濟建設(shè)、社會發(fā)展、應(yīng)急救災、突發(fā)事件處置、數(shù)字城市建設(shè)、國土資源調(diào)查、地質(zhì)災害、礦山監(jiān)測、環(huán)境變化監(jiān)測、工程設(shè)計等一系列國家重大需求的重要技術(shù)。近幾年，這項技術(shù)在我國得到了快速發(fā)展和應(yīng)用，積累了豐富的技術(shù)資源。

2、無人機遙感技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢

作為一種新型的技術(shù)，無人機遙感技術(shù)在應(yīng)用過程中具有極大的優(yōu)勢，主要體現(xiàn)在監(jiān)測效率高、監(jiān)測尺度大、處理速度快以及周期性服務(wù)效果好等方面，文章本部分主要針對上述幾方面優(yōu)勢進行了詳細的分析。

2.1監(jiān)測效率高

對于遙感技術(shù)而言，保證監(jiān)測效率十分重要。如發(fā)生緊急事件，監(jiān)測效率低必定會延誤事件的解決時間，甚至會造成極其嚴重的不良影響。無人機遙感技術(shù)的主要優(yōu)勢在于監(jiān)測效率高，因此利用這一技術(shù)對緊急事件進行處理，必定能夠達到提高處理效率、改善處理效果的目的。將其應(yīng)用到測繪工程的測量過程中，也能夠使測量效率得到保證。

2.2監(jiān)測尺度大

想要使監(jiān)測效果達到更好，僅僅保證其能夠監(jiān)測到大范圍內(nèi)的物體是遠遠不夠的，當前的無人機遙感技術(shù)已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)對小范圍的物體的監(jiān)測。上述目標的實現(xiàn)使得無人機遙感技術(shù)的監(jiān)測尺度得到了極大程度的擴大，反應(yīng)到測繪工程的測量過程中，必定能夠使測量范圍的伸縮性以及可控性得到增強。除此之外，在無人機遙感技術(shù)下，目標地區(qū)的實際情況還能夠以三維的形式反映在相應(yīng)器械當中，這對于直觀度的提高十分有利。

2.3信息處理速度快

在對目標區(qū)域進行監(jiān)測的過程中，無人機遙感技術(shù)對目標區(qū)域各方面信息的處理速度十分快。較高的處理速度以及分辨力為信息采集效率的提高提供了保證，對于測繪工程而言具有極大的應(yīng)用價值。

2.4與其他系統(tǒng)結(jié)合程度高

單一的遙感技術(shù)的應(yīng)用很容易出現(xiàn)漏洞，對于無人機遙感技術(shù)而言同樣如此，為了保證遙感技術(shù)運用的有效性，將不同的遙感系統(tǒng)相結(jié)合能夠起到取長補短的效果，因此也就能夠解決不同系統(tǒng)存在的問題。無人機遙感技術(shù)與其他系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)充分的結(jié)合，其應(yīng)用效果也就能夠得到更好的保證和更大的使用空間。

3、無人機遙感技術(shù)在測繪工程測量過程中的具體應(yīng)用

鑒于無人機遙感技術(shù)的優(yōu)勢，將其應(yīng)用到測繪工程測量過程中，對于測量范圍的擴大、測量效率的提高以及準確度的保證均能夠起到重要的推動作用，對此，筆者主要針對這一技術(shù)在測繪工程測量工作中的具體應(yīng)用手段進行了分析：

（1）在山高、起降條件差、云層低，應(yīng)用常規(guī)航空攝影較為困難的地區(qū)，引進低空無人機航攝系統(tǒng)，一方面可快速、高效地獲取高精度航空影像，極大地提高測繪成果的現(xiàn)勢性，大幅度提高測繪應(yīng)急保障服務(wù)能力：另一方面獲取的高精度影像經(jīng)快速處理后可廣泛應(yīng)用于城市規(guī)劃、城市變化監(jiān)測、重大工程項目、應(yīng)急救災、國土資源遙感監(jiān)測、資源開發(fā)、農(nóng)林監(jiān)測與估產(chǎn)、新農(nóng)村和小城鎮(zhèn)建設(shè)等方面，對促進我國城市建設(shè)和提升社會管理效率將發(fā)揮重要作用?！暗涂諢o人飛行器航測遙感系統(tǒng)”的發(fā)展和推廣對測繪行業(yè)發(fā)展十分重要，是解決測繪成果現(xiàn)勢性的迫切需要，是提高測繪應(yīng)急服務(wù)保障能力的迫切需要，是構(gòu)建數(shù)字中國、建設(shè)數(shù)字城市的迫切需求?！暗涂諢o人飛行器航測遙感系統(tǒng)”具有靈活機動，高效快速，精細準確，安全可靠，又省錢節(jié)約，應(yīng)用廣泛的優(yōu)勢，應(yīng)用范圍廣、作用大，國家測繪局要給予大力支持，在全國各省測繪隊伍中進行全面推廣。同時，研發(fā)單位要加大研發(fā)力度、按需研發(fā)，建立起完善的無人機服務(wù)體系，解決運行維護、售后服務(wù)、技術(shù)培訓I、技術(shù)更新等問題，建立起完整的“低空無人飛行器航測遙感系統(tǒng)”。

（2）“無人飛艇低空航測系統(tǒng)”項目成功研制出適用于低空安全獲取高分辨率、高清晰度影像的“無人飛艇低空航測系統(tǒng)”技術(shù)產(chǎn)品，可滿足大比例尺測圖要求。研制成功具有自檢校、自穩(wěn)定功能的組合特寬角低空數(shù)碼相機系統(tǒng)，利用特殊設(shè)計的像片重疊關(guān)系和檢校軟件，有效糾正因輕薄機械形變引起的誤差。創(chuàng)造性地提出了利用邊緣視場補償相機姿態(tài)角偏旋提高精度的方法，以替代三軸云臺，從而大大減輕了成像系統(tǒng)的整體重量，適應(yīng)了無人飛行器低空航測的需要。同時，項目研發(fā)的map-at/cs軟件，整體自動化水平高，特別適合于處理無人飛行器低空航攝影像。

（3）“中測系列無人機測繪遙感系統(tǒng)”項目研制出的“垂直尾”、“倒桅尾”、“雙發(fā)”三種型號的無人機測繪遙感系統(tǒng)具有機動性強、適用性強、運行成本低的特點，是應(yīng)急測繪、新農(nóng)村建設(shè)測繪等應(yīng)用所急需的新型測繪技術(shù)裝備。其研制的中測“雙發(fā)”型無人機測繪遙感系統(tǒng)實現(xiàn)了雪域高原歷史上首次無人機航測，開創(chuàng)了青藏高原地區(qū)的無人機測繪遙感技術(shù)應(yīng)用先河。同時，創(chuàng)新性地在國內(nèi)首次實現(xiàn)了無人機測繪遙感系統(tǒng)基于gps導航控制的定點曝光攝影以及飛控系統(tǒng)控制的自動旋偏修正技術(shù)，采用了經(jīng)高精度幾何檢校標定的小型數(shù)字相機，航攝成果能滿足大比例尺測圖。通過鑒定的兩個項目的多款產(chǎn)品已在應(yīng)急測繪、小城鎮(zhèn)新等國家重大工程進行了實際生產(chǎn)作業(yè)，取得了良好的效益。

4、進行無人機測繪中產(chǎn)生的問題

執(zhí)行測繪測量和實施動態(tài)監(jiān)測的無人機，雖然具有操作靈活、控制簡便的特點，但是飛行作業(yè)的時間往往較長，尤其是在執(zhí)行大范圍遙感作業(yè)時，對無人機本身的續(xù)航能力提出了極高要求。除此之外，人們對于無人機探測功能的要求逐漸增多，例如在信息采集過程中，從原來的圖像拍攝向視頻錄制轉(zhuǎn)變等。為了實現(xiàn)這些新型功能，需要在無人機上搭載更多的設(shè)備，增加了污染源的飛行負荷。因此，如何盡可能的提高無人機續(xù)航能力，成為當前決定無人機遙感測繪測量的主要因素。

4.1無人機飛行姿態(tài)和傳感器的控制需提高

由于傳統(tǒng)的無人機受到一些技術(shù)要求的限制，是不能搭載一些精度比較高的傳感器。這對相關(guān)測量工作開展是有很大影響的，使用這種設(shè)備是不能獲取一些高精度的形象或者說不能達到大比尺地形的測量圖的繪制要求。所以說，對于新的測繪要求來說，需要研發(fā)相關(guān)的適合無人機搭載的一種傳感器。另外，在進行無人機的航拍測量工作時，如何對無人機進行操控以使得能夠按照預先設(shè)定的一些航電、重桑度進行測量，滿足相關(guān)的技術(shù)要求。

4.2起降以及抗風性能需提高

進行測繪的領(lǐng)域主要是在一些地形、自然環(huán)境比較惡劣的山地叢林地區(qū)，所以相關(guān)的無人機的起降性能應(yīng)該比較好，對于很多需要進行滑降的大型無人機來講，如果現(xiàn)實環(huán)境是不能夠滿足起降條件的這樣勢必會導致對于無人機的損壞，甚至說找不到能夠支撐大型無人機起飛條件場地和地點；如果在進行測量時選擇一些小型的無人機，這樣就會對測量產(chǎn)生很多的不利因素，比如說小型無人機的飛行高度比較低，受風力的影響比較大等因素會對測量結(jié)果的準確性產(chǎn)生很大的影響。一般情況來看，提高無人機抗風性能的最佳途徑就是增加無人機的自身重量，如果進行無人機的設(shè)計時過多的追求無人機的重量就會導致現(xiàn)場的起降環(huán)境不能達標。而且，在進行相關(guān)的測量工作時，小型號的無人機所獲取的有關(guān)的遙感影像是沒有航拍坐標，這樣也極大的降低了影像的準確度，這樣就不得不采取人工補點的方式進行測量控制。

結(jié)語：

綜上，無人機遙感技術(shù)屬于當前一種新型的技術(shù)，這一技術(shù)不僅具有監(jiān)測效率高的優(yōu)勢，同時在監(jiān)測的尺度方面也能夠得到保證。將其應(yīng)用到測繪工程測量工作中，對于測量準確度的提高能夠起到較大的支撐性作用，對此，有關(guān)人員必須加以重視。