無人機遙感測繪在工程測繪領域的應用思考

曹園東

摘要：在工程項目實際建設過程中，通常離不開測繪作業開展提供的支持，只有先通過測繪把握工程信息，才能提高工程建設的質量水平。而相較于傳統測繪技術，無人機遙感測繪本身有著很多競爭優勢，因此加強對該測繪技術在工程測繪領域的應用思考，能夠促使其發揮更大作用價值，推動工程建設實現更好地發展。

關鍵詞：無人機;遙感測繪;工程領域;

以無人機遙感測繪在工程測繪領域的應用為研究對象，對無人機遙感測繪的優勢進行了簡單的介紹，并結合實際測繪案例，分析了無人機遙感測繪在工程測繪領域的應用，最后對無人機遙感測繪在工程測繪領域的應用進行了相應思考。

1 無人機遙感測繪的優勢

相較于其他測繪技術，無人機遙感測繪有著以下幾點顯著優勢：

1）測繪工作開展更加高效。

無人機遙感測繪能夠無視地形的阻礙，在空中進行測繪，因此實際測繪范圍更大，測繪效率更高。正常情況下，每臺無人機1 d能夠完成200 km2～300 km2的測繪工作，且由于空中視角更加多變，實際獲得的測繪數據也更加準確，更有利于測繪質量的提升。

2）測繪尺度更大，整體更具宏觀性。

通過應用無人機遙感測繪，能夠直接拍攝測繪目標的模型數據，得到更加宏觀全面的測繪信息。不僅如此，如果實際測繪工作量較大，還能同時派遣多架無人機實施測繪作業，并且在實際測繪過程中，還能夠進行多光譜遙感分析，因此能夠獲得更高質量的測繪數據信息，更有利于滿足實際的測繪需要。

3）測繪數據處理效率高。

通過采用無人機遙感獲得的測繪數據，在后續處理過程中，由于應用了很多先進的數據處理軟件，因此同樣有著較高的數據信息處理效率，且數據失真率也比較低，能夠獲得更加全面地測區信息。與此同時，這些數據信息在實際應用方面，同樣能夠與其他系統充分展開結合，使得測繪數據信息的價值得到充分地利用與彰顯。

2 無人機遙感測繪在工程測繪領域中的應用

2.1 測區概況分析

以某無人機燃氣干線測繪工程項目為例，本項目起自A調壓站圍墻外2 m， 止于B調壓計量站。本管道管徑為D 508 mm， 設計壓力1.6 MPa， 線路長度約34.0 km， 共設置2座調壓計量站，分別為A調壓計量站和B調壓計量站，干線設置6座支管閥井，3座階段閥井。本次測量實際完成工作量如下：

1）首級平面，完成93個圖根GPS控制點測量。

2）測區范圍內的1∶500地形圖測量，長度約34 km。

2.2 儀器設備配置

在本次無人機遙感測繪項目中。在設備使用前，還需要對儀器設備進行校驗。投入到本工程項目所使用的測量儀器、設備均經法定計量單位檢定合格;各項技術指標均滿足相關規范要求;開工前所有儀器均按規范要求進行自檢，各項指標均滿足規范要求。

2.3 控制測量

根據業主提供的燃氣干線一期工程初步線路圖，考慮到沿線環境情況及航測成圖要求、項目實施的可操作性，控制測量采用本省CORS網絡RTK測量方法實施;經統籌細分，對燃氣干線一期工程19 km長度布設了93個控制點（像控點）。像片控制點選點應符合以下規定：

1）像片控制點的目標影像應清晰，易于判刺和立體量測。

2）像片控制點宜能公用，單航線宜布設在航向3片重疊范圍內，多航線宜布設在航向及旁向6片或5片重疊范圍內，并確保像片控制點在相鄰各片的影像都清晰。

3）高程控制點點位目標應選在高程起伏較小的地方，以線狀地物的交點為宜。

4）像片控制點點位距像片邊緣不應小于150像素。

5）測區四角及航線交叉處應布設像控點。像片控制點布設方法包括全野外布點、區域網布點和航線網絡布點，各布點方法的適用范圍如下：首先是全野外布點法，適用范圍為1∶500比例尺站場和穿跨越測量;然后是區域網布點，適用范圍為1∶1 000～1∶2 000比例尺站場、穿跨越和線路帶狀地形圖測量;最后是航線網布點方法，適用范圍是1∶1 000～1∶2 000比例尺線路帶狀地形圖測量。在本次測繪項目工程中，采用了區域網布點的方法進行布點。

2.4 像控點布設方案

根據相關規范，并結合本項目實際情況，在本測區內布設93個像控點。測量采用三腳架方式架設GPS天線進行作業，測量過程中儀器的圓氣泡應嚴格對中，每測回觀測符合下列規定：

1）觀測前對儀器進行初始化設置;2）觀測值在得到RTK固定解且收斂穩定后開始記錄;3）每測回自動觀測值不少于10次，并應取平均值作為定位結果;4）經緯度應記錄到0.000 01″，平面坐標和高程記錄到0.001 m。每個控制點（像控點）在網絡RTK測量3測回，每測回之間平面坐標分量不超過2 cm， 垂直坐標分量不超過3 cm， 取各測回結果平均值作為最終觀測成果?？刂泣c（像控點）精度滿足規范要求后，通過郵件發送至省地理信息中心進行解算。檢查結果：解算完成后，成果經檢查合格滿足要求可作為控制點使用。

2.5 飛行航線規劃

1）無人機航片重疊度。

無人機在開展遙感航拍前，應以拍攝區域實際情況為依據，開展航線規劃，要求拍攝航線覆蓋整個航拍測區，并能夠確保最終航拍的質量與效果。從國家發布的《數字低空航空攝影規范》中我們能夠了解到，在實際開展航拍時，針對航向重疊度，要求控制在60%～80%之間，最低不能低于53%;而針對旁向重疊度，通常要求在15%～60%之間，最低不得低于8%。本測區地勢平坦，地形高差較小，因此本測區按一個航攝分區進行航攝飛行，航向重疊度80%，旁向重疊度70%。

2）飛行高度規劃。

飛行高度也是航線規劃中十分重要的一步，此處飛行高度指飛機與拍攝區域地面的相對高度，而并非飛機飛行中的實際海拔高度。不同的飛行高度會對成像效果有一定的影響，同時也會影響航向、旁向的重疊度。因此應尋找一個較為合適的飛行高度進行拍攝。航攝高度取決于其鏡頭的主距，其鏡頭主距為28 mm。影像的地面分辨率為0.05 m， 數字航空攝影的地面分辨率取決于飛行高度，如下所示：

H=f×GSD/ α。

其中，H為無人機飛行高度;f為鏡頭主距;α為像元尺寸;GSD為地面分辨率，因此本測區飛行相對航高為215 m。

3）飛行航線設計。

本測區航線按照南北方向設計。

2.6 數字線劃地形圖數據采集與處理

采用MapMatrix等全數字攝影測量工作站進行立體數字測圖。主要遵循“內業定位，外業定性”的原則。利用航空數字影像建立立體模型，采集全要素數據，生成圖形文件。1∶500作業方法采用“兩內兩外”進行，即外業像控、內業測圖、修補測、內業編輯。

在地形圖內業處理方面，內業處理將GPS和全站儀內數據傳輸到計算機硬盤上，并利用CASS7.0地形成圖系統，將坐標點展繪到CAD中，然后根據外業繪制的草圖繪制地形圖。圖形編輯參照《1∶500 1∶1 000 1∶2 000地形圖圖式》圖式要求進行，處理完成后進行圖面檢查，并存儲為DWG格式文件，繪制成圖。測圖比例尺為1∶500。

3 無人機測繪在工程測繪領域中的思考

首先，從無人機測遙感測繪技術在工程測繪環境中的應用情況來看，針對于航空攝影技術，面對一些測繪條件較差區域，很難發揮其作用價值。而采用無人機遙感測繪技術，上述問題則得到了妥善解決。究其原因在于，無人機遙感由于搭載了無人機設備，且設備本身具有的體型比較小，在空中更加自由靈活，不會受到起降條件的限制，不僅可高空飛行擴大范圍，還能開低空飛行，提升測繪精度，且無視測繪地面環境的優劣，直接控制完成攝影測量，因此這種無人機遙感測繪技術更受測繪人員青睞。與此同時，在遙感技術的支持下，實際獲得的航空影像精度也比較高，更加便于相應人員了解實際的測區情況。在無人機遙感技術各種數據處理軟件的支持下，工程測繪所獲得影像呈現更加精細，更為清晰，并且獲得的測繪數據也會呈現出更多的更高質量信息，這都為測繪工作高效開展奠定了堅實的基礎。

4 結語

在工程測繪領域中，相較于其他測繪技術，無人機遙感測繪最為顯著的優勢便是無視地面環境，能夠直接在低空或者高空開展測繪工作，不僅提升了測繪工作效率，還提高了測繪質量水平。因此有必要加強對該測繪技術的應用實踐分析，并對其進行深度思考，推動工程測繪實現更好地發展。

參考文獻

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