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無人機遙感技術(shù)在測繪工程測量中的運用

2020-03-08 03:43奎春香周玉秀王永菊
工程技術(shù)研究 2020年19期
關(guān)鍵詞:低空遙感技術(shù)測繪

奎春香,周玉秀 王永菊

(青海省基礎(chǔ)測繪院,青海 西寧 810001)

1 無人機遙感技術(shù)概述

1.1 無人機遙感技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

各行各業(yè)不斷應(yīng)用無人機技術(shù),使無人機技術(shù)得到了飛速發(fā)展。而無人機測量技術(shù),主要在于低空遙感技術(shù)。低空遙感技術(shù)可以精確捕捉高分辨率影像圖,使其快速獲取地理信息。就此可以看出帶有特征性的無人機遙感技術(shù)的應(yīng)用條件比較高,勢必要結(jié)合其他技術(shù)來發(fā)揮出無人機遙感技術(shù)的應(yīng)用價值。無人機遙感技術(shù)中的短板可以結(jié)合多種測繪手段來填補,基于此可以進一步擴大其無人機遙感技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域。

1.2 無人機遙感技術(shù)的優(yōu)勢

(1)監(jiān)測范圍廣,監(jiān)測水平及效率高。在測繪工程測量中,當出現(xiàn)不可預(yù)估的事件時,若不能有效監(jiān)控此事件,則會延長事件處理的時間,甚至引發(fā)更嚴重的后果。而應(yīng)用無人機遙感技術(shù),不僅測量的效率高,其處理緊急事件的價值性也比較高。應(yīng)用無人機遙感技術(shù),可以不斷擴大在測繪工程測量中的監(jiān)管范圍?;诖耍瑴y繪工程施工人員應(yīng)加大應(yīng)用無人機遙感技術(shù)的力度,從而使監(jiān)測工作更具直觀性及全面性。

(2)信息處理速度快,適應(yīng)能力強。無人機遙感技術(shù)具備處理信息及使用能力較強的特征,具體體現(xiàn)在對目標對象區(qū)域進行檢測時,可通過無人機遙感技術(shù)進一步快速處理目標對象區(qū)域的信息。集合無人機遙感技術(shù)特有的高分辨率及處理效率,可順利開展及實施目標對象區(qū)域的信息采集及測繪工作。通過分析無人機遙感技術(shù)應(yīng)用于測繪工程測量中的不足,可以發(fā)現(xiàn)單一的無人機遙感技術(shù)同樣會出現(xiàn)多種技術(shù)問題。為此,針對實際操作中的無人機遙感技術(shù),必須結(jié)合多種遙感技術(shù),以填補無人機遙感技術(shù)中的短板。通過結(jié)合其他遙感技術(shù)的優(yōu)勢,可進一步保證無人機遙感技術(shù)發(fā)揮出良好的應(yīng)用性能。

(3)可結(jié)合多種遙感技術(shù),成本低。在無人機運行的過程中,若出現(xiàn)因不確定因素導(dǎo)致的運行不穩(wěn)定問題,可通過不同的遙感系統(tǒng)迅速處理。將無人機遙感技術(shù)與其他遙感系統(tǒng)結(jié)合,搭配超強的適用能力,可順利開展測繪工程測量工作。在測繪工程測量中應(yīng)用無人機遙感技術(shù)的優(yōu)勢還體現(xiàn)在成本上,即應(yīng)用無人機遙感技術(shù)的測量工作不僅能快速處理數(shù)據(jù),還能有效較低測量成本。對比傳統(tǒng)模式下的遙感技術(shù),如航拍飛機系統(tǒng)方式,無人機遙感技術(shù)的成本造價更低,其成本僅航拍飛機系統(tǒng)的1/6。

1.3 無人機遙感技術(shù)的功能

(1)獲取影像資料。由于處于實際工作狀態(tài)的無人機有固定的飛行路線,因此相關(guān)工作人員需提前設(shè)計好飛行路線,并在無人機試飛前選擇平臺。對比傳統(tǒng)模式的影像獲取方式,利用無人機遙感技術(shù)獲取影像的方式更為合理。因此無人機整體的飛行幅度較小,存在較大偏角,所以在影像資料獲取時能夠增加立體畫面感,并提升處理數(shù)據(jù)的效果及水平。提前在無人機上安裝拍攝系統(tǒng),就能讓無人機在飛行過程中獲取高清的圖像信息?;诖藘?yōu)勢,無人機遙感技術(shù)被廣泛應(yīng)用于測繪工程測量工作中。

(2)科學(xué)處理數(shù)據(jù)。一方面,無人機上搭載的數(shù)碼相機可調(diào)節(jié)鏡頭的焦距,故在飛行過程中可以滿足多方面的拍攝要求,進一步達成良好的拍攝效果。與此同時,還可以進一步提升無人機的工作質(zhì)量及效率,讓數(shù)字圖像數(shù)據(jù)變得更加精準。另一方面,若在礦山監(jiān)測中使用無人機遙感技術(shù),則可快速了解礦山的生態(tài)情況。通過無人機遙感技術(shù)給計算機傳輸大量的數(shù)據(jù)及信息,再結(jié)合多種先進的遙感技術(shù),能夠保障礦山生態(tài)的保護工作穩(wěn)步進行,進而提高礦山生態(tài)保護工作的質(zhì)量。不僅如此,還可以將無人機遙感技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)中,再結(jié)合計算機軟件或算法,可以充分了解農(nóng)業(yè)的相關(guān)數(shù)據(jù)資源,從而為農(nóng)業(yè)發(fā)展提供所需的多種原始材料及數(shù)據(jù)信息。

2 無人機遙感技術(shù)在測繪工程測量中的應(yīng)用

2.1 無人機遙感技術(shù)在低空作業(yè)中的應(yīng)用

由于測量及繪圖工作涉及的區(qū)域多為低云層、低能見度、高海拔以及無人機起飛著陸條件比較差的山區(qū),因此測量及繪圖工作的內(nèi)容是比較繁雜的。低云層的測量以及繪圖工作可以進一步結(jié)合遙感技術(shù)來完成航拍攝影任務(wù),進而精確獲取相應(yīng)區(qū)域的圖像數(shù)據(jù)。其中,應(yīng)用遙感技術(shù)可以發(fā)揮出技術(shù)應(yīng)用的價值,得到精確的數(shù)據(jù)記錄,完成所需的繪圖目標。當然,無人機遙感技術(shù)的應(yīng)用價值不僅僅體現(xiàn)在此方面,其還能有效處理緊急情況,在特定工作空間中提升測量人員的應(yīng)對能力,使測量人員能夠在低空作業(yè)時快速完成測量及繪圖工作。還應(yīng)在原有的無人機低空航測系統(tǒng)中開發(fā)更多功能,進一步優(yōu)化與創(chuàng)新無人機中的特有飛行檢查系統(tǒng)及低空數(shù)碼相機系統(tǒng),以此校正軟件以及圖片,達成科學(xué)合理的覆蓋關(guān)系。借助機械變形雖然可以改善無人機低空航測系統(tǒng)中的廣角相機的自穩(wěn)定功能,但面對不斷提高的自動控制需求,仍需要進一步提高測繪工程測量中的測量及測繪技術(shù)。對于越發(fā)復(fù)雜的無人機低空航測系統(tǒng),勢必要通過計算機軟件來達成最大化自動控制的目的,以此實現(xiàn)精確處理,生成精準度、清晰度高、分辨率高的記錄數(shù)據(jù)。

2.2 無人機遙感技術(shù)在復(fù)雜地區(qū)中的應(yīng)用

在復(fù)雜地區(qū)的測繪工程測量工作中應(yīng)用無人機遙感技術(shù)可以排除大量的測量難題。同時,還可以在短時間內(nèi)得到超級高清的航拍圖像。另外,將無人機遙感技術(shù)應(yīng)用到復(fù)雜地區(qū)的工程測繪中,并結(jié)合地圖技術(shù)可以更有針對性地記錄高清的圖像信息,以便工作人員能夠借助記錄的圖像信息通過進一步的調(diào)查、分析得到精確的數(shù)據(jù)結(jié)果?;诘涂諢o人機空氣成像系統(tǒng)的測繪效果分析,可以借助系統(tǒng)處理后的測繪數(shù)據(jù)進一步開展我國社會資源管理以及城市化規(guī)劃設(shè)計。在資源開發(fā)、城市發(fā)展的多項工程中,應(yīng)用無人機遙感技術(shù),可提升工程結(jié)構(gòu)服務(wù)技術(shù)水平及繪圖效果,充分發(fā)揮低空無人機遙感系統(tǒng)的優(yōu)點,如信息數(shù)據(jù)的準確性,獲取數(shù)據(jù)的快速、高效性,同時其數(shù)據(jù)還能靈活應(yīng)用到工程項目中?;跓o人機遙感技術(shù)在復(fù)雜地區(qū)工程測繪中的應(yīng)用優(yōu)勢,我國現(xiàn)代技術(shù)研發(fā)部門正加緊創(chuàng)新及優(yōu)化無人機遙感技術(shù),建設(shè)無人機系統(tǒng),提升先進技術(shù)的應(yīng)用能力及優(yōu)質(zhì)技術(shù)的銷售服務(wù)能力。

2.3 無人機遙感技術(shù)在惡劣環(huán)境中的應(yīng)用

眾所周知,一切計劃的實施都不可避免受到地理條件的限制,導(dǎo)致其效果大打折扣。如航空攝影技術(shù),尤其在山峰較高或較深的云層中,應(yīng)用傳統(tǒng)的航空攝影測量技術(shù)不能精準并全面地捕捉地理信息。而應(yīng)用無人機遙感技術(shù)就可以不用受到地理條件的限制,精確并全面地捕捉各點的地理信息。通過低空無人機測繪技術(shù)的實際測量,可進一步提升測繪項目的質(zhì)量。無人機遙感技術(shù)融合遠程感知技術(shù),能夠進一步獲取圖像數(shù)據(jù)。將無人機遙感技術(shù)應(yīng)用到城市規(guī)劃、實際移動及自然資源的開發(fā)中,可充分發(fā)揮無人機遙感技術(shù)的應(yīng)用機制。同時,隨著測量技術(shù)的不斷進步,借助無人機測繪技術(shù)測量地形復(fù)雜的區(qū)域,可使獲取的數(shù)據(jù)更精準,其測繪范圍也更廣。因此,應(yīng)全方位提升測量技術(shù)的服務(wù)能力,進一步達成降低測量成本的目的。

3 實例分析

某水利工程在開展測繪工作期間,采用無人機遙感技術(shù)完成測繪工作。設(shè)計7架無人機完成完整的水利工程測繪工作,并根據(jù)現(xiàn)場測繪實際需求,采用低空攝影測量系統(tǒng)。平面控制網(wǎng)內(nèi)部規(guī)劃布設(shè)四等GPS網(wǎng),無人機需經(jīng)歷24個埋設(shè)的GPS標識點,一共需要聯(lián)測3個國家的三角點。在高程控制工作中,結(jié)合四等和五等GPS網(wǎng),檢驗測量成果。在像控點布設(shè)中,航向相鄰的2個像控點之間保持8~12條基線跨度。在無人機經(jīng)過的航向及其周邊5片或6片重疊氛圍中設(shè)置像控點的位置。進行無人機測量工作期間,以GPSRTK的方式測量像控點,并科學(xué)確定三維坐標。數(shù)據(jù)采集期間,固定解狀態(tài)VRMS和HRMS均不超過0.02m,最終測量結(jié)果以兩次測量計數(shù)加權(quán)平均值為準。7架無人機最終地面分辨率為17cm,并通過VirtuoZoNT3.5采集地面數(shù)據(jù),利用CASS9.1軟件處理測繪圖,各項采集數(shù)據(jù)可同步輸出結(jié)果,經(jīng)檢查,各項無人機采集數(shù)據(jù)誤差均在標準范圍之內(nèi),且無人機航攝質(zhì)量與各測繪指標要求均相符。

4 結(jié)束語

文章分析了無人機遙感技術(shù)在測繪工程測量中的應(yīng)用,并針對無人機遙感技術(shù)中超強的監(jiān)測性能以及應(yīng)用優(yōu)勢與價值,進一步提出了測繪工程測量中應(yīng)用無人機遙感技術(shù)的具體措施,比如在低空作業(yè)中應(yīng)用無人機遙感技術(shù),又或是在復(fù)雜地區(qū)工程測繪、惡劣環(huán)境中應(yīng)用無人機遙感技術(shù)。全面應(yīng)用無人機遙感技術(shù),能讓無人機遙感技術(shù)的應(yīng)用價值得以充分發(fā)揮,從而確保測繪工程測量中的數(shù)據(jù)精確性。借助無人機遙感技術(shù),不僅能實現(xiàn)高質(zhì)量的工程測量,還能提高工程測量的效率。

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