摘 要:隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展,基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)工程量也不斷增加,對工程測繪的要求也越來越高。無人機遙感測繪技術(shù)是航空遙感技術(shù)的新技術(shù),因其靈活性好、操作簡單,在工程建設(shè)、應(yīng)急事件處理、環(huán)境檢測等方面應(yīng)用越來越廣泛。文章主要介紹了無人機遙感技術(shù)的優(yōu)勢及不足,并探討了無人機遙感技術(shù)在工程測繪中的應(yīng)用。
關(guān)鍵詞:無人機;遙感測繪技術(shù);工程測繪
無人機經(jīng)過將近百年的發(fā)展,目前無人機技術(shù)已逐步完善和成熟。與傳統(tǒng)的飛行器相比,無人機具備靈活性好、操作簡單、成本低廉等特點,無人機的技術(shù)從軍事領(lǐng)域逐漸擴展到了民用領(lǐng)域,被越累越多的運用到地理、工程測繪中。
1 無人機遙感技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
無人機技術(shù)又稱為無人機航測遙感技術(shù),是通過利用無線電設(shè)備來控制飛行器,來快速的獲取信息的技術(shù)。無人機技術(shù)主要是有無人飛行器平臺、分辨率較高的數(shù)碼傳感器、GPS導(dǎo)航定位系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)幾部分構(gòu)成的,是將計算機、GPS、和信息通訊及數(shù)據(jù)處理技術(shù)相融合的高新技術(shù)。傳統(tǒng)的地面測繪信息的采集主要是依靠衛(wèi)星或載人飛機來獲取,但信息采集的成本偏高、受天氣條件限制大、更新速度慢等限制了在測繪方面的應(yīng)用。相比之下,無人機遙感技術(shù)成本低廉、操作簡單、成像清晰、周期短等優(yōu)點,這些優(yōu)點彌補了傳統(tǒng)的測繪信息采集手段的不足和缺陷。目前,我國的無人機技術(shù)研究取得了重大進展,已被很多國家引進。
2 無人機遙感技術(shù)的優(yōu)勢與不足
2.1 無人機遙感技術(shù)的優(yōu)勢
一是快速靈活。由于無人機無需載重駕駛員,從而省去了駕駛設(shè)備以及安全救生設(shè)備的重點,這就大大降低了機體的重量,重量的減輕使無人機飛行更輕便。無人機遙感監(jiān)測十分快速,效率大大提高。在應(yīng)急事件處理中,無人機適用于大范圍的監(jiān)測,日檢測能力最高可達2000多平方公里,使監(jiān)測效率大幅度提升。
二是遙感監(jiān)測范圍更宏觀。無人機遙感技術(shù)不僅能對狹小的地理空間進行監(jiān)測和數(shù)據(jù)采集,也能對更大范圍和空間進行監(jiān)測。無人機遙感技術(shù)主要運用光譜分析對監(jiān)測區(qū)域進行數(shù)據(jù)分析和信息采集,并可以實現(xiàn)同時多架、多次的大范圍檢測,能保證檢測的準(zhǔn)確性。此外,無人機遙感技術(shù)可以通過三維仿真模擬技術(shù)來展現(xiàn)宏觀情景,為應(yīng)急事件的處理等提供準(zhǔn)確、宏觀的技術(shù)信息。
三是數(shù)據(jù)處理速度快,分辨率高。與衛(wèi)星影像的分辨率相比,無人機的影像分辨率要高出很多,一般能達到0.1-0.5米。無人機遙感技術(shù)可與GIS進行快速集成,迅速搭建監(jiān)測應(yīng)用。
2.2 無人機遙感技術(shù)的不足
一是飛行不夠平穩(wěn)。機體輕是無人機的一大優(yōu)點,但同時由于無人機機體很輕,當(dāng)飛行高度升高時,容易受高空風(fēng)力的影響,從而導(dǎo)致無人機飛行不穩(wěn)定,使影像不清晰。
二是傳感器控制不夠完善。普通的無人機由于技術(shù)的限制和要求,尚不能打在精度較高的傳感器,這使得監(jiān)測工作無法獲取精度較高的信息和圖像,無法滿足大比尺的測繪要求。
三是對通訊系統(tǒng)的依賴性大。由于無人機是通過技術(shù)人員操作,利用傳感器傳遞信號來實現(xiàn)和完成的,因此,無人機的控制程序?qū)νㄓ嵪到y(tǒng)的依賴程度很高。無人機對GPS和通訊系統(tǒng)的依賴使黑客很容易通過編碼程序來干擾無人機的正常飛行,引發(fā)安全問題。
3 無人機遙感技術(shù)在工程測繪中的應(yīng)用
3.1 測繪影像資料的獲取
無人機遙感技術(shù)在進行測量測繪時,首先要選擇合適的飛行平臺,飛行平臺要根據(jù)地形地貌的特點進行適當(dāng)?shù)倪x擇。與傳統(tǒng)的影像獲取手段不同,無人機的飛行旋偏角大而像幅小,因此,在獲取影像資料時,可以采用空中三角的測量技術(shù),空中三角技術(shù)通過對拍攝進行糾正和修復(fù),可以有效的防止拍攝中的漏洞。此外,無人機遙感技術(shù)在進行測繪影像資料的獲取時,可通過采用曝光延遲拍攝補償、轉(zhuǎn)彎緩沖、飛行姿態(tài)控制等技術(shù)來實現(xiàn)。
3.2 進行測繪數(shù)據(jù)的采集
無人機在進行測繪數(shù)據(jù)信息的采集時,主要是運用自動加手動技術(shù)相結(jié)合,通過二者的結(jié)合,將不合格的測繪數(shù)據(jù)和信息進行清除,提高信息的有效性和準(zhǔn)確性。同時,根據(jù)測量的數(shù)據(jù)和結(jié)果,通過單一模型定向操作。無人機遙感技術(shù)在進行定向操作時,要針對航行的路線進行定向分析,通過數(shù)據(jù)分析來確定航線是否正常,是否發(fā)生了彎曲,從而對航線進行操作,確保航線的精確度。
3.3 無人機拍攝數(shù)據(jù)的處理
跟傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集的方式不同,無人機對數(shù)據(jù)的處理在數(shù)碼影像的排列上不上規(guī)則的,因為無人機的飛行角度問題,俯仰角和旋偏角較大,影像堆疊度對比增大,這就導(dǎo)致容易產(chǎn)生影像變形的問題。為了得到高質(zhì)量的影像,無人機搭載的數(shù)碼相機一般都是變焦鏡頭。為此,可先對變焦鏡頭進行標(biāo)定,再對標(biāo)定結(jié)果進行分析,尋找不同焦段上相機內(nèi)參數(shù)及畸變參數(shù)與焦距之間的內(nèi)在關(guān)系,從而得到變焦相機快速標(biāo)定和畸變改正的方法,就能充分利用相機的變焦功能,從而提升無人機的工作效率。
3.4 低空作業(yè)中無人機遙感技術(shù)的應(yīng)用
在山體較高,無人機起降條件不穩(wěn)定或云層較低,視線不好的情況下,使用無人機進行低空航拍遙感技術(shù),不僅可以更快、更高效的獲取影像資料,可以大大顯現(xiàn)無人機遙感技術(shù)的優(yōu)勢。同時,進行低空無人機遙感測繪,可以廣泛應(yīng)用于城市建設(shè)、資源環(huán)境檢測、應(yīng)急事故救災(zāi)等工作。無人機遙感技術(shù)在低空作業(yè)中的應(yīng)用越來越廣泛和重要。比如當(dāng)前研制成功的“無人飛艇低空航測系統(tǒng)”的應(yīng)用,這種系統(tǒng)通過創(chuàng)新自檢校、自穩(wěn)定功能的組合特寬角低空數(shù)碼相機系統(tǒng),利用特殊設(shè)計的像片重疊關(guān)系和檢校軟件,有效糾正因輕薄機械形變引起的誤差。并通過利用邊緣視場補償相機姿態(tài)角偏旋提高精度的方法,大大減輕了成像系統(tǒng)的整體重量。與傳統(tǒng)的信息采集技術(shù)相比,在自動化方面的要求上無人機的要求更高,無人飛艇低空航測技術(shù)利用專門的數(shù)據(jù)處理軟件,大大提升了無人機的自動化水平,從而明顯提高了影像處理的清晰度和分辨度。
目前,隨著無人機輕便靈活、操作簡便等優(yōu)勢的顯現(xiàn),無人機被越來越廣泛的應(yīng)用于城市建設(shè)、水土保持監(jiān)測、防汛抗旱、應(yīng)急突發(fā)事件等方面,技術(shù)也在不斷提高和成熟。因此,應(yīng)在工程測繪中廣泛應(yīng)用無人機遙感技術(shù),來大大提高工程測繪的精度,獲取更清晰、質(zhì)量更高的影像信息。
參考文獻
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[2]曾悅.論無人機遙感技術(shù)在測繪工程測量中的應(yīng)用[J].工程技術(shù),2016(09).
作者簡介:劉元李(1982-),男,重慶綦江人,重慶匯城勘測設(shè)計有限公司,總經(jīng)理,注冊測繪師,大學(xué)本科學(xué)歷,研究方向:測繪工程。