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摘要：低空无人机航摄遥感测绘技术在测绘工程中的应用，可以有力补充卫生遥感与普通航空拍摄技术的不足，可以完成大比例尺、高清晰度的测绘工作，满足基础地理空间数据的需求，并可以应用于重点区域动态监测和应急测绘等领域。本文主要针对低空无人机航摄遥感测绘技术在工程测量中的应用及发展做简要的阐述。
关键词：工程测量；低空；无人机；航摄遥感测绘技术
1 工程测量的主要形式
1.1平面控制测量
在工程规划测绘中平面控制主要有以下几种方式：
（1）三角控制网，三角控制网测绘原理主要是在地面上设置一定数量的控制点，并将控制点连成规则的三角形，从而形成三角控制网。在三角控制网中的控制点称为三角点。同时，形状表现为条状的控制网称为三角锁。
（2）导线控制网。
导线控制网测绘其原理是应用一系列地面控制点，且对相互相邻的两个控制点连接形成控制网。在导线控制点上，利用测绘仪器设备测量出导线的边长、夹角，再应用三角几何关系，从而计算出导线控制网中控制点的坐标。根据实际工程测绘经验可知，导线控制点是根据导线测绘的方式，确定平面区域内的控制点，可以有效地对平面勘察工作起到很好的指导作用，一定程度上降低了测绘人员的操作难度。
（3）综合控制网。从综合规划测绘的角度出发，将三角控制网和导线控制网融合成一体，从而形成综合性的平面控制系统。其中，工程规划中民用建筑、工业建筑、市政工程的建设都需要应用工程规划的指导，而工程规划需要利用不同比例尺的地形图。根据实际工程规划经验可知，在工程整体规划编制时，用到的地图比例尺为1：5000～1：25000；在分区规划编制时，用到的地形图比例尺为1：1000～1：2000；而在编制街坊、广场的规划设计时，需要用到1：500～1：1000 比例尺的地形图。
1.2 GPS测绘技术
GPS系统主要由：地面控制部分（地面监控系统）、空间部分（GPS卫星群）、用户设备部分（GPS信号接收机）等三部分组成。卫星群主要由21颗卫星和3颗在轨备用卫星组成的GPS卫星群。天空中的24颗卫星均匀分布在6个轨道中，轨道倾角为55度。地面监控系统：地面监控系统发布星历，而通过 星历描述卫星处于轨道中的位置，同时，地面监控系统可以有效的确保卫星处于同一GPS时间系统。GPS信号接收机主要用来接收卫星信号，并将其放大、变化、处理，以用来实时计算分析出测站的三维位置。
GPS测绘技术，具有精度高、测绘工作量小、成本低、测绘操作简便。在工程规划测绘中，在工程中设置二等的GPs主控网络，然后再利用GPS点给一、二级导线测绘提供精度控制，提高工程规划测绘的精度。
1.3无人机航摄遥感技术
低空无人机航摄遥感测绘技术是通过无人驾驶机在高空进行黑白、彩色、红外拍摄及录像，并将取得的影像资料传递到遥感操控平台，借此很方便的获得较广阔的地表、地貌数据，操控中心的计算机操控系统可将获得的数据信息加工处理成容易理解的平面或三维图像。低空无人机航摄技术在测绘工程中的应用有效的提高了测绘工作效率，在测绘工程中的应用越来越广泛。低空无人机航拍遥感测绘技术汇聚了无人机技术、遥控、遥感、通讯、GPS导航定位等现代科技方法，具有十分严格的专业要求，同时发展前景广阔。随着国家经济技术的发展，我国市政、部队、企业等诸多方面对测绘技术的要求和应用越来越多，方便、灵活、高效的无人机航拍遥感测绘技术已经在这些方面取得了良好的应用效果，这对无人机航摄遥感测绘技术的发展必将越来越好。
图1 无人机航摄遥感技术
2低空无人机航摄遥感测绘的优势与特点
2.1快速高效、灵活机动
低空无人机航摄具有快速高效、灵活机动的特点。首先无人机航摄不需要人工驾驶拍摄，危险系数较低。航拍几乎不受地面情况影响、地势地貌高度限制较小、天气影响较小，特别适用于局域性、地面拍摄难度较高、突发应急事件，能够在地面拍摄条件恶劣的情况下完成拍摄任务。如地震、海啸、滑坡泥石流、火灾等自然灾害中地面拍摄难以进行或难以达到拍摄效果时，无人机航摄遥感技术的应用能够高效获取高清晰影像数据。此外无人机航摄设备具有轻巧、灵活的特点，安装调试简易，操作简单，对降落场地要求低，适用性强。
2.2低空作业，高分辨率
无人机轻便、灵活的飞行特点使其能够在低空自由飞行，不会受到云层或者风沙层的影响，其低空飞行高度可达50-100米，因此能够在测绘物较近距离处获得高分辨率的观测物影像数据。而且无人机航拍中无人机的飞行角度、方向和自由迅速变换，从而非常方便的获取拍摄物全方位各角度的影像资料，并通过即时通讯方式将数据遥感同步到地面的计算机数据控制及处理系统，通过整合分析获得最终的测绘图像。
2.3运行周期短、成本低
低空无人机航摄遥感测绘技术中的无人机规模较小，且不需要专门的起飞及降落场地，这大大降低了建设投资成本。并且其拍摄过程中仅对无人机电量或者油耗有要求，作业过程中能耗相对地面拍摄低的多，大大降低了运行成本。另外无人机操作简单，对操作人员进行短期培训后即可上岗，降低了人力成本。
3无人机低空航摄到的测量影像以及数据的处理
根据对无人机低空航摄经验可知，采用无人机低空航摄得到的影响数据无法直接形成测绘产品，需要采用相关软件进行处理方可形成测绘产品。由于无人机低空航摄得到的数据表现无规则，且航摄得到的相片数量相对较多，加之摄影间的倾角无规律，无法实现影像自动连接和配准，需要借助专门的影像处理软件进行处理。目前我国主要采用的航摄处理软件：测绘科学研究院设计的高分辨率的遥感影像、数据一体化的测图系统以及武汉大学联合适普公司共同研发的数字摄影、测量网格系统等。
在无人机航摄得到大量的影响数据后，利用影像处理软件对数据的进行参数精化以及制作数字正射影像图（DOM或数字高程模型（DEM）首先需要将无人机航摄得到的影响数据和多功能终端数据，下载到专门的数据处理系统中，并对数据采取简单的组织整理和智能化匹配，且利用影像方位元素，提高数据匹配的精度；其次，在影像方位元素的高精确引导作用下，应用密集匹配技术，得到三维点云数据，再应用分类处理和滤波技术，删除掉对数据存在干扰性的点，得到数字地面模型点云，并通过内插获取规则格网的数字高程模型。在完成上述工作以后，对影响进行颜色修正和空三处理，并对影响进行编辑检查，从而确保数字正摄影图的质量符合要求。
4无人机航摄遥感测绘技术发展前景
研究发现，无人机航摄遥感技术主要应用在城市公共技术设施建设和公共安全，以及应急事件中。而应急事件主要是某地区发生自然灾害之后，对其进行信息了解，有利于后期重建工作。同时，对自然灾害地区进行地理形势和地貌勘察也需要该技术。因此，在无人机航摄遥感技术发展趋势是提高和完善该技术，并大力发展该技术，保障我国基础设施建设和公共安全事业良性发展。
5结论
综上所述，在工程测量工作中，可以利用无人机航摄遥感测绘技术实现黑白、彩色、红外拍摄及录像，并可以对获取的影像资料传递到遥感操控平台，实现了轻松获得较广阔的地表、地貌数据等目的，再通过专业数据处理软件实现对数据信息加工处理，形成平面或三维图像。
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论文作者:谭志彬
论文发表刊物:《基层建设》2018年第18期
论文发表时间:2018/8/6
标签：无人机论文; 遥感论文; 低空论文; 技术论文; 数据论文; 导线论文; 地面论文; 《基层建设》2018年第18期论文;