智慧城市测绘工程测量用无人机遥感装置

智慧城市测绘工程测量用无人机遥感装置

贾灿灿

辽宁省地矿测绘院有限责任公司  辽宁 沈阳  110000

摘要：随着城市化进程的加速和信息技术的快速发展，智慧城市成为人们新的追求和发展方向。智慧城市的建设需要大量高精度的数据支持，而传统的测绘工程测量方法存在效率低、耗时长等问题。无人机遥感技术作为一种新型的测绘工具，具有高效、快速、灵活的特点，并且在智慧城市测绘工程中发挥着重要作用。

关键词：智慧城市；测绘工程；测量；无人机；遥感装置

引言

传统的测绘工程测量方法存在时间成本高、人力费用昂贵等问题，然而随着无人机技术的不断创新与发展，无人机遥感装置作为其重要应用之一，逐渐成为智慧城市测绘工程测量的新选择。无人机遥感装置能够便捷高效地获取城市各类数据，如地形地貌、建筑物分布、交通网络等信息，极大地提升了测绘工程测量的精度和效能。

1.智慧城市测绘工程测量基础知识

智慧城市测绘工程是指利用测量方法和技术获取城市空间信息并进行分析、处理和应用的一项工程。在测量基础知识方面，包括以下几个方面：工程测绘概述，工程测绘是通过测量技术获取地物的位置、形状、大小和其它相关属性的过程，广泛应用于土地开发、建筑设计、城市规划等领域。测量方法与技术，工程测绘中常用的测量方法包括全站仪测量、GPS测量和摄影测量等。而测量技术则包括距离测量、角度测量、高程测量等多种手段。测量数据处理与分析，工程测绘获取到的原始数据需要经过数据处理和分析才能得到有用的结果。常用的数据处理方法包括数据配准、坐标转换和误差分析等，数据分析则可以通过各种统计分析和空间分析方法来实现。了解这些测量基础知识是智慧城市测绘工程测量的前提，只有通过合理选择和应用测量方法与技术，并对获取的数据进行准确处理与分析，才能为智慧城市建设提供可靠的空间信息支持。

2.智慧城市测绘工程中的无人机遥感技术

2.1无人机遥感技术概述

无人机遥感技术是指利用无人机平台搭载相应的传感器设备，通过航拍和数据采集，获取地球表面及其特征的信息。与传统遥感技术相比，无人机遥感技术有以下几个优势：灵活性高，无人机可以在不同的飞行高度和路径下进行航拍，能够自主调整姿态和航向，从而获取更多样化、高分辨率的地物信息。快速高效，无人机遥感技术具有快速部署、数据采集迅速的特点，能够大幅缩短数据获取时间，提高数据更新频率。无人机遥感技术还具有成本低、安全性高等优势。通过无人机遥感技术，可以获取到高分辨率、高精度的遥感影像数据，这为智慧城市测绘工程提供了一种快捷、可靠的数据来源。同时，无人机遥感技术的应用还涉及到机器学习、人工智能等领域，使得数据分析和信息提取更加智能化和高效化。

2.2无人机遥感设备及其原理和参数

无人机遥感装置是指搭载在无人机上的遥感设备，用于获取地理信息和进行测量和监测任务。其原理是通过遥感技术，利用无人机飞行时所搭载的各种传感器，对地表或目标进行高精度、高分辨率的数据采集。常见的无人机遥感设备包括光学相机、红外相机、激光雷达等。光学相机可通过不同波段的光谱信息，捕获地物的颜色和纹理等特征；红外相机则能够检测目标的热辐射，实现热成像以及无人机在夜间和低能见度环境下的作业能力；激光雷达则基于激光脉冲的反射与接收原理，能够快速获取地面的三维点云数据，实现精确的地形测量和建筑物立体重建。无人机遥感设备的参数包括分辨率、探测距离、灵敏度等。分辨率决定了设备能够识别的最小细节大小，探测距离决定了设备能够有效获取地物信息的范围，灵敏度则决定了对目标信号的检测能力。

2.3无人机航拍技术与路径规划

无人机航拍技术是指在进行无人机遥感测量时，通过合理规划航线和路径，使无人机按照既定的飞行轨迹进行航拍操作。路径规划是无人机航拍的关键环节，其主要目的是高效、全面地覆盖目标区域，并确保航拍数据的质量。在无人机航拍技术中，路径规划可以采用多种方法，例如基于地图数据的预先规划、基于传感器反馈的实时调整等。通过精确规划航线和路径，可以最大限度地减少重复拍摄和数据重叠，提高数据采集效率。此外，路径规划还需要综合考虑飞行安全、避免障碍物、优化飞行距离等因素，以确保无人机航拍过程的平稳和顺利。

3.智慧城市测绘工程中的无人机遥感数据获取

3.1不同数据类型及其特点

影像数据：包括高分辨率卫星影像、航空影像和无人机航拍影像。影像数据以图像形式呈现，可提供丰富的视觉信息，用于地物分类、变化监测等分析。激光雷达数据：激光雷达技术通过发射激光束并测量其返回时间来获取地面表面的点云数据。激光雷达数据具有高精度、高密度的优点，可用于三维地形建模、建筑物信息提取等应用。热红外数据：热红外遥感可以测量地物的热辐射，从而获取地表温度分布等信息。热红外数据常用于城市热岛效应研究、能耗评估等领域。高精度定位数据：包括全球定位系统（GPS）等技术获取的位置坐标信息。高精度定位数据常用于测绘工程的地理参考和准确定位。不同类型的数据在智慧城市测绘工程中互补应用，可以为城市规划、基础设施建设、生态环境监测等提供全面且多角度的数据支持。

3.2数据获取过程与操作步骤

确定目标区域和数据需求：根据测绘目的和研究需求确定需要获取数据的具体区域和要素。设计航线和路径规划：结合目标区域特点和数据获取要求，合理设计无人机的航线和路径规划，确保全面覆盖并获得高质量的数据。飞行任务准备:包括检查无人机设备的状态、预先指定起飞点和降落点、调整相机参数和数据采集频率等。行航拍和数据采集：根据预定航线和路径，进行航拍任务，通过搭载的传感器设备，实时采集地面影像、激光雷达数据等。数据处理和整理：对采集到的原始数据进行预处理，包括图像配准、坐标转换等，以及整理和管理数据，使其易于分析和应用。通过以上步骤，可以有效地获取到所需的数据，并为后续的数据处理和分析提供基础。

3.3数据预处理与校正方法

图像配准：通过对采集到的图像进行配准，将不同时间或不同平台获取的图像对齐，以消除位置偏差和变形等影响。大气校正：校正图像中由大气吸收和散射引起的亮度偏差，以提高图像质量和准确性。几何校正：利用地面控制点或数字高程模型（DEM）数据，对图像进行几何纠正，修正图像中的尺度、倾斜甚至整体形态。数据降噪和滤波：针对图像或点云数据中的噪声进行去噪处理，以提高数据质量和清晰度。数据融合与整合：将来自不同传感器或不同数据源的数据进行融合，以获取更全面、一致和高精度的数据结果。这些预处理与校正方法能够有效提升数据的质量和准确性，为后续的数据分析和应用提供可靠的基础。

结束语

通过对不同数据类型的获取、预处理和校正方法的分析，我们可以得出结论：无人机遥感装置在智慧城市测绘工程中具有重要价值，可提高测量效率、数据质量和精度，为智慧城市建设提供可靠的空间信息支撑。未来，随着技术不断发展，无人机遥感技术将在智慧城市测绘领域持续发挥重要作用。

参考文献

[1]赵永雨,陈立,潘娜娜.测绘地理信息系统在智慧城市测绘工程中的应用[J].智慧中国,2023(10):73-74.

[2]陈立,赵永雨.智慧城市测绘工程测量用无人机遥感装置[J].智慧中国,2023(09):86-87.

[3]魏东方.测绘地理信息系统在智慧城市测绘工程中的应用[J].智能建筑与智慧城市,2022(08):38-40.DOI:10.13655

[4]田茂军.现代地理信息技术在智慧城市测绘工程中的应用效果观察[J].住宅与房地产,2019(36):209.

[5]顾小鹏.现代地理信息技术在智慧城市测绘工程中的应用效果观察[J].科技资讯,2019,17(13):240-241.DOI:10.16661