無人機遙感技術在測繪工程中的應用研究

袁國強

(江西省自然資源測繪與監測院 江西 南昌 330002)

1 引言

無人機遙感技術是近年來新興的技術手段之一，具有在測繪工程中廣泛應用的潛力。其通過無人機搭載載荷設備，采集高分辨率圖像數據，為測繪工程提供了新的解決方案。與傳統的測繪方法相比，無人機遙感技術具有許多優勢，如可以獲取到復雜地形、不易到達區域的數據，可以節省時間和成本，可以提高數據采集和處理的效率、準確度等。本文將從無人機遙感技術在測繪工程中的應用出發，探討其在數據采集、處理、分析以及優勢方面的相關內容。

2 無人機遙感技術在測繪工程中的應用

2.1 數據采集

通過無人機載荷設備采集的數據，可以獲取地形三維信息，實現對地面的高精度測量。無人機遙感技術采集的數據類型豐富，可以包括圖像、視頻、多光譜等數據。在進行數據采集前，需要規劃好飛行路徑，確定數據采集的時間、空間分辨率和覆蓋范圍等參數。此外，數據采集需要遵守相關法律法規和安全規范，確保操作安全、數據的合法性和可靠性。

2.2 數據處理

數據處理是無人機遙感技術應用在測繪工程中的關鍵環節，其目的是將采集到的原始數據進行處理、修正、轉換和整合，從而得到高質量的測量數據。數據處理的過程包括數據的預處理、特征提取、幾何校正、數據融合等環節。在數據處理過程中，需要根據具體情況選擇適合的數據處理軟件和算法，并結合實際情況進行數據處理和分析。此外，數據處理還需要遵循數據質量控制的原則，確保數據的準確性和可靠性。數據處理的質量和效率直接影響到后續數據分析和應用的結果，因此必須高度重視。

2.3 數據分析

數據分析是無人機遙感技術在測繪工程中的重要環節，其目的是通過對處理后的數據進行分析和解釋，獲得更加精確和全面的地理信息，為工程測量和規劃等提供支持。數據分析的方法很多，包括統計分析、空間分析、模型分析等。通過對數據進行分析，可以得到地形地貌及地面高程相關信息。此外，數據分析還可以結合實際需要進行數據可視化，以直觀的方式呈現地理信息，幫助用戶更好地理解和應用數據。數據分析的結果可以為工程測量、城市規劃、自然資源管理等領域提供決策支持，具有重要的應用價值。

3 無人機遙感技術在測繪工程中的優勢

3.1 精度與效率

無人機遙感技術在測繪工程中的應用具有較高的精度和效率優勢。與傳統的地面測量方法相比，無人機遙感技術可以在較短的時間內獲取大量的高精度測量數據，極大地提高了測量的效率。同時，無人機遙感技術可以采集到較為復雜、不易到達的地形和建筑物信息，具有較高的精度和準確性。此外，無人機遙感技術在數據處理和分析方面也具有優勢，可以實現快速、準確的數據處理和分析，提高了數據利用的效率和精度。因此，無人機遙感技術已成為測繪工程中不可或缺的一種工具和手段[1]。

3.2 成本與時間

相較于傳統的地面測量方法，無人機遙感技術在測繪工程中的應用可以有效地節約時間和成本。傳統的地面測量方法需要耗費大量的時間和人力物力，而無人機遙感技術可以在較短時間內獲取大量的高精度測量數據，大大縮短了測量時間[2]。此外，無人機遙感技術的采集成本相對較低，而且可以采集到更為全面和精確的數據，從長遠來看可以節約成本。此外，無人機遙感技術在數據處理和分析方面也可以實現自動化處理，降低了人工干預的成本[3]。因此，無人機遙感技術的應用可以顯著提高測繪工程的效率，節約時間、成本。

4 案例分析

以德興銅礦為例，介紹利用無人機遙感技術在地形地貌測繪中的應用。傳統村鎮地形地貌測繪需要人工進行地面標志和測量，成本高、效率低，而利用無人機遙感技術可以實現高效、高精度的數據采集和處理，為村鎮規劃提供可靠的數據支持。

4.1 地形數據采集

利用無人機搭載的激光雷達設備，采集建筑物周圍的地形數據，生成高精度的地形模型，形成地形數據。對于地形復雜、地勢惡劣的情況，特別是在山區山路崎嶇難行，傳統的測繪方法，不僅耗時耗力，給測繪人員的生命安全還帶來了風險。還有有坡度的梯田，傳統測量難度大，準確度低，在測繪領域中一直是一個難題。無人機的高精度攝像頭可以對測繪目標進行圖像采集，對測繪對象進行近距離拍攝，還能對獲取的影像效果進行自動校正，為測繪人員提供精準的數據支持。在惡劣的環境中采用無人機遙感測繪技術，可以克服惡劣環境開展測量面臨的諸多困難，保障測繪工作的效率和精度。下圖是德興銅礦300 排土場生態修復項目（1∶1000）地形測繪圖，圖A 標有高層點的梯田是外業人員測量了一天，約有200 畝。因為難測量，進度慢，后改用無人機遙感測繪，圖B 是采用無人機遙感技術采集數據形成的圖像。此片地區約1500畝，用了不到半天時間。

圖A 德興銅礦300排土場生態修復項目（1∶1000）地形測繪圖

4.2 地貌數據采集

無人機能在短時間內直接到達測繪地區，展開大范圍測繪工作。一般情況，一臺無人機每天可以開展200 至320 平方公里的測繪作業。假如工作面積較大，還可以多架無人機同時工作，開展超大面積的測繪。在村鎮房屋測繪中，利用無人機搭載的載荷設備，采集建筑物四周的多角度影像，生成建筑物的三維模型，進行建筑物立面的精細測量和分析，經過內業處理形成建筑物的測繪數據。通過無人機遙感技術可以準確高效地采集到這個地區的所有建筑物數據，節省了大量的人力物力和時間。在每年開展的“省情”“國情”測繪中，通過無人機遙感技術獲取路、橋、河流、植被等影像數據，可以幫助業內人員更好地完成數據采集工作，減少外業人員的工作量，提升測繪工作質量和效率。

5 結束語

在測繪工程的實際應用中，無人機遙感技術可以幫助提高測量精度、節約時間成本、減少人力資源等方面的投入。利用其獨特的優勢保障地形復雜地區和不易到達地區工程測量的效率和可靠性，為工程建設提供全方位的數據支持和服務。無人機遙感技術在工程測量中的應用還有很多，隨著無人機遙感技術的快速發展，采集到的高精度、高分辨率的地理數據不僅為城市規劃、土地勘察、道路規劃等領域提供了全新的解決方案，而且可以為地球科學和環境保護等方面的研究提供重要數據支持，在更多領域發揮作用。