胡廣

摘要：無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)的運(yùn)用為測(cè)繪工程創(chuàng)造了一個(gè)全新的時(shí)代，不僅實(shí)現(xiàn)了測(cè)繪數(shù)據(jù)的高效采集，還提升了測(cè)繪效率，降低了測(cè)繪成本，保障了測(cè)繪數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度。文章對(duì)測(cè)繪工程測(cè)量中無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)的運(yùn)用進(jìn)行了研究，以期為測(cè)繪工程測(cè)量工作的實(shí)施提供參考。

關(guān)鍵詞：測(cè)繪工程測(cè)量;無(wú)人機(jī)遙感技術(shù);科學(xué)運(yùn)用

1無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)綜述

無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)是指利用無(wú)人機(jī)搭載遙感傳感器，結(jié)合遙測(cè)遙控技術(shù)、邊緣計(jì)算機(jī)技術(shù)、無(wú)線通信技術(shù)、GPS定位技術(shù)以及GIS地理信息技術(shù)，在獲取工程影像數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上對(duì)影像進(jìn)行同步傳輸，并完成影像數(shù)據(jù)處理、建模、分析。也就是說(shuō)，無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)借助較先進(jìn)的機(jī)器、駕駛飛行器技術(shù)、遙感傳感器技術(shù)、GPS技術(shù)等，可對(duì)工程測(cè)繪測(cè)量工作進(jìn)行空間遙感信息的自動(dòng)化、智能化、專用化獲取。

無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)主要包含數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、無(wú)人飛行器平臺(tái)、GPS導(dǎo)航定位系統(tǒng)、數(shù)碼傳感器等。其測(cè)繪工作原理是：地面控制站根據(jù)具體的測(cè)繪需求和實(shí)際工況選擇恰當(dāng)?shù)臒o(wú)人機(jī)，借助搭載的傳感器和高清攝像機(jī)，在設(shè)定好的無(wú)人機(jī)航線上做好無(wú)人機(jī)姿態(tài)穩(wěn)定控制、飛行軌跡控制和任務(wù)管理控制等，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)地物的測(cè)量。無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)憑借機(jī)動(dòng)、快速、經(jīng)濟(jì)等優(yōu)勢(shì)，成為測(cè)繪工程測(cè)量中較為理想的實(shí)際應(yīng)用技術(shù)。

2無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)在測(cè)繪工程測(cè)量中運(yùn)用的優(yōu)缺點(diǎn)

2.1無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

1）響應(yīng)速度快。在測(cè)繪工程測(cè)量中，無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)具備可低空飛行、起飛所需的準(zhǔn)備時(shí)間短、起落場(chǎng)地要求較低、測(cè)量時(shí)間短、受天氣因素影響較小的特點(diǎn)，可以通過(guò)輸入任務(wù)、搭配的車載系統(tǒng)來(lái)獲取相應(yīng)的測(cè)繪結(jié)果。面臨突發(fā)性事故時(shí)，無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)具備響應(yīng)速度快的優(yōu)點(diǎn)。如：應(yīng)急部門根據(jù)最新的地形數(shù)據(jù)信息，借助無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)可以快速地測(cè)量測(cè)繪工程，并通過(guò)無(wú)線傳輸?shù)姆绞綄y(cè)繪數(shù)據(jù)及時(shí)反饋應(yīng)急部門，以便及時(shí)制定出應(yīng)對(duì)方案，快速地應(yīng)對(duì)和處理突發(fā)性事故。

2）監(jiān)測(cè)尺度大。無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)的監(jiān)測(cè)尺度比較大，能夠有效契合測(cè)繪工程測(cè)量不斷提升。尤其是對(duì)小范圍的物體檢測(cè)時(shí)，通過(guò)運(yùn)用無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)，采用三維形式，可極大地提升測(cè)量范圍的伸縮性和可控性，優(yōu)化監(jiān)測(cè)結(jié)果，擴(kuò)大工作人員對(duì)監(jiān)測(cè)對(duì)象的觀察范圍。

3）測(cè)繪成本低。傳統(tǒng)的實(shí)地測(cè)繪方式人工成本大，往往會(huì)超出項(xiàng)目投資預(yù)算，項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的經(jīng)濟(jì)性和安全性低。而無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)能夠降低人工成本的消耗，提升數(shù)據(jù)的完整性和準(zhǔn)確性，有效控制測(cè)量設(shè)備的耗損，一天就可測(cè)繪出數(shù)十平方千米。另外，無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)可以通過(guò)運(yùn)用三維仿真模擬技術(shù)來(lái)確保信息的準(zhǔn)確性，其分辨率可以達(dá)到0.1-0.5m，比衛(wèi)星成像的分辨率高很多，還可以跟GIS快速集成，具有極強(qiáng)的檢測(cè)作用。

2.2無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)的不足

無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)雖然機(jī)體較輕，但在飛行上升時(shí)易受風(fēng)力等因素的影響而出現(xiàn)不穩(wěn)定的情況，導(dǎo)致獲取的影像不夠清晰。此外，普通無(wú)人機(jī)對(duì)各種通訊系統(tǒng)依賴性高，一般通過(guò)傳感器傳遞信號(hào)來(lái)完成各種操作。因此，如果傳感器的精度不高，黑客容易入侵，就無(wú)法獲取精度較高的信息和圖像，不能滿足部分大比例尺的測(cè)繪需求。

3無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)在測(cè)繪工程測(cè)量中的具體運(yùn)用

在測(cè)繪工程測(cè)量中，無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)的運(yùn)用主要體現(xiàn)在數(shù)據(jù)收集、圖像采集兩方面。一方面，在收集有關(guān)數(shù)據(jù)時(shí)，無(wú)人機(jī)是按照預(yù)先設(shè)定好的航線進(jìn)行采集的，并且為了準(zhǔn)確獲取相應(yīng)的坐標(biāo)系統(tǒng)，技術(shù)人員需要借助定位系統(tǒng)，根據(jù)測(cè)繪區(qū)域和飛行安全對(duì)無(wú)人機(jī)進(jìn)行管理、精確定位，從而確保測(cè)繪工作的高效實(shí)施。要確保數(shù)據(jù)的完整性和準(zhǔn)確性，就需要借助二次監(jiān)測(cè)，對(duì)獲取的測(cè)繪資料進(jìn)行數(shù)據(jù)質(zhì)量方面的檢驗(yàn)，以此來(lái)提升測(cè)繪工作的質(zhì)量和效率。另一方面，在測(cè)繪過(guò)程中，可借助三維建模等技術(shù)對(duì)無(wú)人機(jī)拍攝的影像、圖像進(jìn)行加工處理，并自行處理不符合要求的數(shù)據(jù)。在具體拍攝過(guò)程中，相機(jī)可通過(guò)采用自動(dòng)變焦的方式來(lái)獲取清晰度更高的圖像。

3.1在工程測(cè)繪環(huán)境中的運(yùn)用

一般情況下，對(duì)于環(huán)境較差的工程測(cè)繪來(lái)說(shuō)，常規(guī)的傳統(tǒng)航空攝影技術(shù)并不能科學(xué)應(yīng)對(duì)。無(wú)人機(jī)體型輕巧，能展開(kāi)低空飛行，不受起降條件的限制，可以打破傳統(tǒng)航空測(cè)繪的局限性，更快地獲取精度較高的航空影像，提升測(cè)繪應(yīng)急保障服務(wù)能力。例如在礦山監(jiān)測(cè)方面應(yīng)用無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)，可明確礦山生態(tài)情況，可為計(jì)算機(jī)傳輸很多信息數(shù)據(jù)，并與其他先進(jìn)遙感技術(shù)結(jié)合，維護(hù)礦山生態(tài)保護(hù)工作有序開(kāi)展，避免礦山生態(tài)保護(hù)工作質(zhì)量受到影響。

3.2在測(cè)繪數(shù)據(jù)獲取方面的運(yùn)用

一般情況下，在工程測(cè)繪測(cè)量中，由于測(cè)繪主體不同，數(shù)據(jù)收集模式會(huì)產(chǎn)生一定的差別，如：手動(dòng)采集、自動(dòng)加密部分。其中，手動(dòng)采集主要是利用計(jì)算機(jī)的遠(yuǎn)程控制技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。相關(guān)工作人員根據(jù)相關(guān)的采集需求在基站內(nèi)操作無(wú)人機(jī)，通過(guò)無(wú)人機(jī)進(jìn)行選擇，從而獲得工程需要的相關(guān)數(shù)據(jù)信息。無(wú)人機(jī)內(nèi)部控制系統(tǒng)具有預(yù)先設(shè)置的自我保護(hù)機(jī)制，在獲取到相關(guān)數(shù)據(jù)信息之后，為了確保信息的安全性，自我保護(hù)機(jī)制對(duì)無(wú)人機(jī)內(nèi)部控制系統(tǒng)主動(dòng)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)進(jìn)行加密。相關(guān)工作人員需要獲取訪問(wèn)權(quán)限后才能獲取到無(wú)人機(jī)內(nèi)部的測(cè)量信息。

由此可見(jiàn)，在數(shù)據(jù)采集方面，無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)在充分考慮工程實(shí)際情況的基礎(chǔ)上利用運(yùn)用測(cè)量技術(shù)、攝影技術(shù)、遙感技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行測(cè)量，不但能夠獲取完整的數(shù)據(jù)影像，還能優(yōu)化區(qū)域網(wǎng)中的相關(guān)信息，切實(shí)保證測(cè)繪信息的合理性和準(zhǔn)確性，進(jìn)而輸出標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)格式。

3.3在測(cè)繪數(shù)據(jù)處理方面的運(yùn)用

無(wú)人機(jī)體積較小，搭載的數(shù)碼相機(jī)在進(jìn)行排列的時(shí)候會(huì)存在一定的不規(guī)則性，在無(wú)人機(jī)俯沖、轉(zhuǎn)彎過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)圖像疊加的問(wèn)題。因此，在實(shí)際測(cè)繪工作中，應(yīng)及時(shí)調(diào)整相機(jī)的參數(shù)和焦距，通過(guò)科學(xué)合理地控制無(wú)人機(jī)的運(yùn)行角度、改變圖形的拍攝效果來(lái)避免圖像模糊變形，確保圖像數(shù)據(jù)信息的精準(zhǔn)性，提升無(wú)人機(jī)的工作效率。例如有些項(xiàng)目測(cè)量區(qū)域植被茂盛，在實(shí)際測(cè)繪過(guò)程中可以采取做好數(shù)據(jù)濾波去除影響測(cè)量數(shù)據(jù)中點(diǎn)云的措施;也可以將點(diǎn)云數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為網(wǎng)格數(shù)據(jù)，使用IidarModel模板實(shí)現(xiàn)濾波操作，配合Raster軟件獲得測(cè)區(qū)地面模型。

3.4在低空作業(yè)、特殊目標(biāo)獲取方面的運(yùn)用

目前，無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)在測(cè)繪工程測(cè)量中的運(yùn)用越來(lái)越廣泛，尤其在低空作業(yè)方面發(fā)揮的作用越來(lái)越大。航拍自動(dòng)化發(fā)展更加完善，與之相配套的數(shù)據(jù)處理軟件不僅能提升無(wú)人機(jī)的自動(dòng)化水平，還能提升無(wú)人機(jī)操作的靈活性，為無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)提供更多技術(shù)支持，以更好地實(shí)現(xiàn)圖像的捕捉和拍攝。如：較大比例尺的測(cè)圖工作是無(wú)人機(jī)飛艇低空航測(cè)系統(tǒng)項(xiàng)目中最主要的成果。另外，無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)具備自動(dòng)檢驗(yàn)功能的組合特寬角低空數(shù)據(jù)相機(jī)系統(tǒng)，此系統(tǒng)運(yùn)用科學(xué)的軟件可以展開(kāi)進(jìn)一步的校驗(yàn)，從而最大程度地避免獲取到的數(shù)據(jù)由于機(jī)械變形造成誤差。同時(shí)，此系統(tǒng)創(chuàng)造性地利用邊緣現(xiàn)場(chǎng)補(bǔ)償相機(jī)姿態(tài)角度提升精度的方法，極大地減輕了成像系統(tǒng)的整體重量，科學(xué)替代了三軸云臺(tái)。另外，在特殊目標(biāo)獲取方面，無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)獲取數(shù)據(jù)信息更加準(zhǔn)確，精度更高，位置更準(zhǔn)，能夠?qū)崿F(xiàn)測(cè)量目的的同時(shí)大幅節(jié)省人力物力。

4結(jié)語(yǔ)

綜上所述，作為先進(jìn)測(cè)繪技術(shù)之一的無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)在工程測(cè)繪測(cè)量領(lǐng)域中發(fā)揮著重要作用，為工程的有效開(kāi)展奠定基礎(chǔ)，不僅降低測(cè)繪成本、提升測(cè)繪效率，還能使測(cè)繪數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確全面，確保工程測(cè)繪效果。

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