无人机遥感技术在测绘与地理信息中的应用研究

无人机遥感技术在测绘与地理信息中的应用研究

伟伟

内蒙古自治区测绘地理信息中心 内蒙古 呼和浩特 010000

摘要：本文研究了无人机遥感技术在测绘与地理信息中的应用。阐述了无人机遥感系统的组成，包括无人机平台、传感器及数据传输与处理系统，分析了高机动性、高分辨率、低成本等特点。探讨了在测绘领域的地形变化监测、草原测绘监测和矿山测绘等方面的应用，在地理信息领域的土地利用变化检测、城市规划与管理和自然灾害监测与评估中的作用。通过对应用的研究为测绘与地理信息工作提供了新的技术手段和思路，提高了工作效率和精度。

关键词：无人机遥感；测绘；地理信息

引言

随着科技的飞速发展，测绘与地理信息领域对数据的准确性、时效性和全面性要求越来越高。传统的测绘手段在某些方面逐渐显露出局限性。无人机遥感技术的出现带来了新的机遇。无人机具有灵活、便捷、高效等特点能够快速获取高分辨率的影像数据。可以在复杂地形和恶劣环境下进行作业，为测绘与地理信息工作提供了有力的支持。深入研究无人机遥感技术在测绘与地理信息中的应用，具有重要的现实意义和价值。

1无人机遥感技术概述

1.1 无人机遥感系统组成

无人机遥感技术体系涵盖了以下几个核心构件。无人机机体部分涵盖了多种形态，如固定翼和旋翼无人机等。固定翼无人机以卓越的续航力和高速飞行性能，特别适用于广阔区域的测绘工作，旋翼无人机则以卓越的机动性和悬停能力，更适合于地形复杂及小范围的高精度测绘。在传感器领域常见的是光学成像设备、多光谱成像设备和激光测距仪等。光学成像设备能够捕捉到高清晰度的可见光图像，多光谱成像设备能够收集不同光谱波段的信息，这对于土地分类等应用至关重要，激光测距仪则能精确测定地形的高度。飞行控制系统负责无人机的飞行姿态调整和航线规划。数据传输与处理系统则负责将传感器收集的数据实时传输至地面控制中心，进行后续的数据处理与分析最终生成各类测绘成果。

1.2 无人机遥感技术的特点

无人机遥感技术展现出多种卓越特性。卓越的灵活机动性，能迅速布置于工作地点克服地形的障碍和交通的约束。具备极高的解析力，可以捕获到厘米级别以上的图像资料，完全能够应对高精度制图的要求。在成本效益方面较之传统的航空摄影和卫星遥感技术，无论是设备投入还是运营费用都更为低廉。在应对紧急情况和突发任务时能迅速反应，及时收集现场情报为决策制定提供关键信息。操控性极强，能够根据任务的具体需求调整飞行高度、路径以及传感器设置。无人驾驶飞行器遥感技术还能从多个角度和方向进行观测，为地理信息的收集提供了更为全面的视角。

2无人机遥感技术在测绘中的应用

2.1 地形变化监测

无人机遥感技术在探测地形地貌演变方面展现出卓越的效能。借助搭载的高清成像设备等感应器无人机能够迅速搜集特定地带的地貌图像资料，减少人工勘测工作量，提高数据完整性和准确性。在人迹罕至且充满安全风险的测绘区域，通过无人机空中采集数据，可免除人工进场勘测，提高了作业效率并保障了人员安全。通过对同一地带在不同时日的反复空中作业，对比不同时段的图像资料能够精确捕捉地貌的微妙变动。比如在河流流域能监控河床的侵蚀和沉积状况，为水利项目的规划和水资源的管理提供科学依据。采用无人机进行地貌监测的成本较低操作便捷，可根据需求灵活调整监测范围和频率，提升了地貌监测的效能与精确度。（见图1）

图1:无人机航测测绘监测

2.2 草原测绘和监测

在草原测绘和监测中，无人机遥感技术扮演着不可或缺的角色。在草原测绘中，无人机能够迅速实现广阔地域的地貌测绘，提供精确的地形信息。所捕获的高清图像能够详尽地反映地貌细节，助力技术人员全面掌握草原地形变化的具体情况，为草原测绘提供了更精准、高效的手段。在草原监测中，无人机能够周期性地对草原进行巡视，实时更新地面变动信息，且能够对同区域不同时间段的情况对比分析。无人机还能对草原周边自然环境实施监督，防范人类活动对周围生态系统的潜在影响。得益于无人机技术的效率与机动性，草原测绘和监测工作变得更加高效和精确，为林草工作顺利推进提供了坚实支撑。

2.3 矿山测绘

无人机遥感技术在矿业测绘领域提供了新的测量途径。在矿产勘探的初始阶段利用无人机能够迅速搜集矿区地形及地质资料，助力判定矿产资源的具体位置与数量。借助多光谱成像技术能够区分各类岩层与矿物，为资源勘探工作提供关键性情报。在矿产开采阶段无人机能够对作业区实施动态监控，实时跟踪开采进展及地形变动。能够及时侦测到矿山斜坡的潜在不稳定地带，为矿山安全管理及时发出警示。无人机还能对矿山环境进行监督，评价开采活动对周围自然环境的潜在影响。相较于传统的测量手段无人机遥感技术以高效率、精确度高和安全性强的特点，提升了矿山测量的作业效率与品质。

3无人机遥感技术在地理信息中的应用

3.1 土地利用变化检测

无人驾驶遥感技术在监测土地利用变化上展现出极高的效能。借助装载在无人机上的高清晰摄像头及其他感应设备，人们能够迅速地收集到不同时间点的土地图片信息。对这些图像资料进行比对研究可以精确地侦测到土地用途的转换，例如农田转为建筑用地、森林变为草原等情况。这对于土地管理部门实时跟踪土地使用状况、拟定科学的土地使用计划极为关键。无人机遥感技术还能对非法占用土地的行为实施监督，提升土地管理的效率与准确性。通过与地理信息系统（GIS）的结合，土地用途变化的数据可以被储存、分析和立体呈现，为政策制定提供了更为形象的参考。

3.2 城市规划与管理

在城市规划与管理中无人机遥感技术扮演着关键角色。能够迅速捕捉城市的高清晰度立体图像，向规划专家提供详尽的地形地势与建筑资讯。通过对比不同时间的图像能够监控城市建设的发展动态，评估规划执行的实际成效。在市政管理层面无人机可用于环境监测，例如检测空气品质、噪音污染等。还能对城市公共设施进行巡查，迅速发现道路、桥梁等设施的破损状况，提升城市管理的效果与安全性。无人机遥感技术与大数据、人工智能等前沿科技融合，为城市规划和治理带来了更为智能化的应对策略。

3.3 自然灾害监测与评估

无人机在自然灾害的检测与评估领域展现出非凡的特长。遭遇地震、水灾、山崩、泥石流等紧急情况后，无人机能迅速抵达受灾区域捕捉到灾区的高清晰度图像。通过这些图像的深入分析，我们能够迅速掌握灾害的波及区域和受损程度，这对于紧急救援和灾后恢复工作至关重要。特别是在地震事件中无人机能够探测建筑物的损毁状况，协助救援团队锁定救援重点。面对洪水灾害无人机能够监控水位升降和河道堵塞等问题，为防洪措施提供决策依据。无人机遥感技术还能对自然灾害的发展态势进行预测增强灾害预警的精确度和时效性。

结语：无人机遥感技术在测绘与地理信息领域具有广泛的应用前景。提高了数据获取的效率和精度，为相关领域的决策提供了更准确的依据。在应用过程中也面临着一些问题，如数据质量控制、飞行安全保障和数据处理分析等。随着技术的不断进步这些问题将逐步得到解决。无人机遥感技术将与其他先进技术相结合如人工智能、大数据等，进一步拓展应用范围。相信无人机遥感技术将在测绘与地理信息领域发挥更加重要的作用。

参考文献：

[1] 姚知韵.无人机遥感地理信息技术在国土三调中的应用探讨[J].科技资讯, 2023, 21(19):126-129.

[2] 蒋汪洋,和璇.基于无人机倾斜摄影的实景三维中国建设关键技术探讨[J].测绘与空间地理信息, 2023, 46(S01):275-278.

[3] 李东霞,王芳博.无人机遥感技术在测绘工程测量中的应用研究[J].中国厨卫, 2023, 22(4):240-242.