工程测绘中无人机遥感测绘技术运用分析

工程测绘中无人机遥感测绘技术运用分析

王思雨 贺昊锋 马婵

自然资源部第二地形测量队  陕西西安  710000

摘要：无人机遥感测绘技术是一种新兴的测绘手段，其在工程测绘领域的应用日益广泛。本文通过对无人机遥感测绘技术的概述，分析了该技术在工程测绘中应用的优势，包括测绘数据精准、测绘效率高、测量范围广等。同时，本文还探讨了无人机遥感测绘技术在工程测绘中的具体应用途径，如数据采集、影像获取、低空作业、复杂环境测量等。通过本文的分析，可为无人机遥感测绘技术在工程测绘中的进一步应用提供参考。

关键词：无人机；遥感测绘；工程测绘；数据采集；影像获取

引言：

随着现代测绘技术的不断发展，各种新型测绘仪器和技术不断涌现，为工程建设提供了更加高效、精准的测绘保障。其中，无人机遥感测绘技术以其独特的优势，在工程测绘领域得到了越来越广泛的应用。无人机遥感测绘技术集成了全球定位（GPS)、地理信息(GIS)、遥感（RS）等多种先进技术于一体，能够快速、高效、精准地获取测区的影像数据和三维信息，为工程建设提供可靠的测绘数据支持。

1.无人机遥感测绘技术概述

无人机遥感测绘技术，是利用搭载有数码相机、多光谱相机、激光雷达、合成孔径雷达等遥感设备的无人飞行器，在特定飞行高度和速度下，按预定航线和拍摄间隔获取目标区域影像数据，再通过数据处理生成大比例尺地形图、数字高程模型、数字正射影像图等数字产品的一种现代测绘技术。

与传统的测绘技术相比，无人机遥感测绘具有机动灵活、获取数据速度快、分辨率高、成本低等优点。无人机体积小、重量轻，可在各种复杂环境中灵活机动；搭载的遥感设备能够快速、大范围地获取高分辨率影像，不受地面条件限制；无人机使用操作便捷，可重复飞行，能够实现测区的快速覆盖；无人机价格相对低廉，使用成本较低，有利于推广应用。

2.无人机遥感测绘技术在工程中应用的优势

2.1测绘数据较为精准

与传统测绘技术相比，无人机遥感测绘能够获取更加精准的测绘数据。得益于无人机搭载的高分辨率遥感设备，以及先进的数据处理算法，无人机遥感测绘可获得分辨率高达cm级的影像数据，并能够通过多视影像匹配生成精度很高的三维点云和数字高程模型。这为工程建设提供了精准的地形地貌信息，有助于工程设计的优化和施工的精细化管理[1]。

2.2测绘效率较高

无人机遥感测绘能够显著提高测绘作业的效率。得益于无人机的快速机动能力，可在短时间内完成大范围的数据获取作业；利用先进的数据处理软件，能够实现测绘数据的自动化、智能化处理，大大缩短了数据处理的时间。因此，无人机遥感测绘可在很短的时间内完成传统测绘方法难以完成的工作量，极大提高了测绘作业的效率。

2.3拓展测量范围

无人机遥感测绘技术能够拓展传统测绘方法难以企及的测量范围。得益于无人机的灵活性和环境适应性，无人机能够对人工难以到达的区域进行测绘作业，这为工程测绘提供了更大的发挥空间。利用无人机，可对高山峡谷、崇山峻岭等复杂环境开展测绘工作，还可对灾害多发区、污染区等危险环境进行安全测绘。

某输电线路工程跨越山区，地形复杂，很多区域难以人工到达。测绘人员利用多旋翼无人机开展了输电线路走廊测绘工作。无人机灵活穿越山间，对输电塔架、绝缘子、线路走廊等进行近距离拍摄和激光扫描，获取了输电线路的高清影像和三维点云。利用获取的数据，生成了精细的三维输电线路模型，并对线路各构件进行了精确测量，及时发现了线路存在的安全隐患，为线路维护提供了可靠依据。

3.无人机遥感测绘技术在工程中应用的途径

3.1采集数据

采集测绘数据是无人机遥感测绘的首要任务。无人机可搭载多种类型传感器实现数据采集，包括可见光相机、多光谱相机、高光谱相机、热红外相机、激光雷达等。利用这些传感器，无人机能够获取可见光影像、多光谱影像、高光谱影像、热红外影像、三维激光点云等多源遥感数据。在获取数据的同时，无人机的GPS、惯性测量单元等也会记录飞行姿态和位置信息。利用这些数据，可构建地物目标的数字模型，提取和分析地物的几何和物理信息。

以某矿山开采区为例，为获取矿区精细的三维地形数据，测绘人员利用无人机开展了遥感测绘工作。无人机搭载可见光相机和激光雷达，在300m的航高对矿区进行航拍和激光扫描，获取了分辨率优于10cm的可见光影像和点密度大于10点/平方米的三维点云。利用这些数据，生成了高精度的矿区数字地形模型，并对采矿迹象进行了自动化识别和提取，为矿山开采优化与环境监测提供了数据支持。

3.2获取影像资料

获取高分辨率遥感影像是无人机遥感测绘的一大优势。利用搭载的可见光相机，无人机能够获取分辨率很高的数字影像。通过合理设计航线和影像重叠度，可获取不同视角的影像数据。利用这些影像，可通过倾斜摄影测量生成真实三维模型，通过影像匹配生成高分辨率的数字地表模型和正射影像图，为工程建设提供了高质量的影像资料。

在某城市更新项目中，为了直观展示更新前后城市面貌的变化，测绘人员利用无人机获取了新旧城区的影像资料。测绘人员使用多旋翼无人机，在120m航高对更新区域进行多视角、大重叠度航拍，获取了分辨率优于2cm的可见光影像。通过倾斜摄影测量，生成了高真实感的三维城市模型；通过正射纠正，生成了高分辨率的正射影像图，并进行了新旧数据的对比分析。利用无人机获取的影像资料，直观展示了城市更新的效果，为规划设计优化和社会公众展示提供了直观的影像参考。

3.3低空作业

无人机遥感测绘能够实现灵活的低空作业。得益于无人机的小型化、轻量化，无人机能在低空慢速飞行，这有利于获取高保真、高分辨率的影像数据。利用无人机开展低空测绘作业，可获取近景、高分辨率影像和激光点云数据，既能掌握地物的细部特征，又能完整地反映地物信息。无人机的低空测绘性能为工程测绘提供了新的技术手段。

某大桥维修项目需要对桥梁各构件进行精细测量。传统人工登桥测量作业难度大、危险性高，因此该项目利用无人机进行低空桥梁测绘。测绘人员使用多旋翼无人机，在桥梁附近10-30m范围开展低空测绘作业，对桥面、桥墩、支撑、索塔等构件进行近距离拍照和扫描，获取了分辨率达到毫米级的影像和点云数据。利用获取的数据，建立了精细的三维桥梁模型，并对桥梁构件进行了精确测量，及时发现了裂缝、锈蚀等病害，为桥梁的检测和维修提供了数据支持。

3.4测量复杂环境

无人机遥感测绘为复杂环境测量提供了有力工具。利用无人机搭载的多种传感器，可对复杂地形地物环境进行多要素、立体化测绘。在地形起伏较大区域，无人机能够灵活调整航高和速度，适应地形变化，保证数据采集的完整性和一致性；在高楼林立区域，无人机能够灵活避障，获取建筑物侧面和顶面的影像数据；在植被覆盖区，无人机可选用多光谱、高光谱传感器，提取植被光谱特征，实现植被分类和监测。

以某山区输油管道工程为例，由于山区地形复杂，植被茂密，常规测绘难度大。因此，该工程利用无人机开展了管道走廊测绘。测绘人员使用固定翼无人机搭载可见光相机和激光雷达，在管道上方150m的航高开展航测作业。在山区，无人机灵活调整航线和速度以适应地形起伏。在植被覆盖区，激光雷达穿透植被获取地面高程信息，同时多光谱相机获取植被光谱数据。通过数据处理，生成了精度优于20cm的管道走廊地形图和正射影像图，并对管道附近植被和地表环境进行了分类，为管道工程建设和环境保护提供了测绘保障。

结语：

随着现代测绘技术的发展，无人机遥感测绘以其独特优势在工程领域崭露头角，越来越多地应用于地形测绘、工程监测、灾害评估等工作中。本文从无人机遥感测绘技术的基本概念出发，分析了该技术在工程测绘中应用的优势，包括测绘数据精准、测绘效率高、测量范围广等。同时，本文还探讨了无人机遥感测绘技术在工程测绘中的具体应用途径，如数据采集、影像获取、低空作业、复杂环境测量等。通过一系列工程实例的剖析，展现了无人机遥感测绘技术在实际工程中的应用效果和发展潜力。

参考文献：

[1]林昕.无人机遥感技术在工程测绘中的应用分析[J].中文科技期刊数据库（引文版）工程技术,2024(1):97-100.