牛甲芳 王銘志 李會(huì)平 王永恒 劉曉慶

山東魯邦地理信息工程有限公司 山東 濟(jì)南 250101

引言

無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)即無(wú)人機(jī)航測(cè)遙感技術(shù)，也可稱(chēng)作無(wú)人機(jī)技術(shù)，其原理是通過(guò)使用無(wú)線設(shè)備來(lái)控制各種飛行器，達(dá)到快速獲取信息的目的。目前無(wú)人機(jī)技術(shù)主要是由GPS導(dǎo)航定位系統(tǒng)、無(wú)人飛行器平臺(tái)、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)和數(shù)碼傳感器組成，是一項(xiàng)集計(jì)算機(jī)信息通訊、數(shù)據(jù)處理技術(shù)以及GPS系統(tǒng)于一體的高新技術(shù)。以往傳統(tǒng)的測(cè)量技術(shù)手段是通過(guò)使用載人飛機(jī)和衛(wèi)星來(lái)采集地面測(cè)繪信息的，這種方式的成本消耗比較高，而且往往會(huì)因?yàn)樘鞖鈼l件的影響，導(dǎo)致各種信息無(wú)法快速更新，極大地限制了測(cè)繪工作的開(kāi)展。與之對(duì)比，無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)的優(yōu)勢(shì)明顯，它不但成本低、所需周期短、成像清晰，其操作也是相對(duì)非常簡(jiǎn)單方便，它不光具有傳統(tǒng)測(cè)繪信息采集的優(yōu)點(diǎn)，也彌補(bǔ)了其短板。目前我國(guó)的無(wú)人機(jī)技術(shù)在各種研發(fā)方面已經(jīng)取得了很大進(jìn)展，并且受到世界各國(guó)的推崇和引進(jìn)使用。

1 無(wú)人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)分析

1.1 優(yōu)點(diǎn)分析

無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)是信息技術(shù)的產(chǎn)物，本身就表現(xiàn)出卓越的技術(shù)優(yōu)越性，正是因?yàn)闊o(wú)人機(jī)遙感技術(shù)中的各種基礎(chǔ)性技術(shù)，使得在無(wú)人機(jī)遙感測(cè)繪的過(guò)程中，這一測(cè)繪方式比傳統(tǒng)的人工測(cè)繪有著突出的優(yōu)勢(shì)，比如，一次性監(jiān)測(cè)的面積較大，直接就可以通過(guò)GPS導(dǎo)航系統(tǒng)來(lái)精準(zhǔn)對(duì)需測(cè)繪范圍和區(qū)域加以定位，在此基礎(chǔ)上通過(guò)高空遙感攝像頭的配備，來(lái)保障最終的成像質(zhì)量，再加上遙感覆蓋的地面范圍更大，也就意味著相關(guān)人員在通過(guò)無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)進(jìn)行測(cè)繪工作的過(guò)程中，可獲得更大范圍內(nèi)的測(cè)繪數(shù)據(jù)和信息。根據(jù)無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)在測(cè)繪工程中的應(yīng)用現(xiàn)狀，當(dāng)遙感覆蓋的地面范圍越大時(shí)，也就意味著工程測(cè)繪的空間伸縮性相對(duì)較大，也就進(jìn)一步提升了測(cè)繪數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度。其次，傳統(tǒng)的人工測(cè)繪工作下，往往存在很多無(wú)法克服的技術(shù)難題，且測(cè)繪的工作量龐大且流程復(fù)雜，而無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)下的測(cè)繪工作開(kāi)展時(shí)，整體的測(cè)繪工作進(jìn)行時(shí)，技術(shù)難度系數(shù)低且操作流程較少，完全可以在測(cè)繪工作進(jìn)行時(shí)開(kāi)展連續(xù)化測(cè)繪，這些測(cè)繪數(shù)據(jù)和結(jié)果可以直接作為工程建設(shè)的重要參考，使得工程人員能夠根據(jù)這些測(cè)繪數(shù)據(jù)和信息來(lái)直接進(jìn)行相應(yīng)的工程調(diào)整，避免出現(xiàn)嚴(yán)重的工程質(zhì)量問(wèn)題。近年來(lái)，我國(guó)的無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)發(fā)展十分迅速，流水線式的無(wú)人機(jī)生產(chǎn)產(chǎn)品線，使得整體的測(cè)繪成本顯著降低，與人工和其他航拍測(cè)繪技術(shù)相比，無(wú)人機(jī)遙感的技術(shù)先進(jìn)性更為突出，且實(shí)用性較強(qiáng)，在測(cè)繪工程中表現(xiàn)出省時(shí)省力的特點(diǎn)，整體的測(cè)繪效率偏高。再次，無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)在當(dāng)下已然應(yīng)用了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的相關(guān)概念，正是因?yàn)槿绱?，使得在無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)應(yīng)用在測(cè)繪工程的過(guò)程中，所產(chǎn)生的測(cè)繪數(shù)據(jù)可以同步傳輸?shù)较鄳?yīng)的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，隨后經(jīng)由一系列的處理，這些測(cè)繪數(shù)據(jù)也就可以被加以利用，得到最為準(zhǔn)確的測(cè)繪分析結(jié)果。

1.2 缺點(diǎn)分析

雖然無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)有著多方面的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，但在具體的應(yīng)用過(guò)程中同樣存在著一定的技術(shù)不足，具體表現(xiàn)在以下方面：①無(wú)人機(jī)的體積較小且重量較輕，雖然無(wú)人機(jī)的這種特點(diǎn)使得在利用這些測(cè)繪技術(shù)的過(guò)程中能夠表現(xiàn)出較好的技術(shù)靈活性，但同樣使得無(wú)人機(jī)飛行的過(guò)程中機(jī)身常常會(huì)受到各種因素的干擾，導(dǎo)致機(jī)身的穩(wěn)定性無(wú)法保持，比如，在強(qiáng)氣流條件下，無(wú)人機(jī)往往會(huì)出現(xiàn)機(jī)身顛覆或者傾覆的情況，也就影響了正常的測(cè)繪作業(yè)實(shí)施。②無(wú)人機(jī)飛行的過(guò)程中，環(huán)境和天氣因素同樣會(huì)對(duì)無(wú)人機(jī)飛行產(chǎn)生極為不利的影響，比如，在大霧、大風(fēng)或者大雨天氣下，往往不利于無(wú)人機(jī)的飛行，具體表現(xiàn)為：這些極端惡劣的條件下，操作人員在無(wú)人機(jī)的控制方面往往面臨著一定的難題，也就導(dǎo)致無(wú)人機(jī)無(wú)法正常定位工程測(cè)繪范圍；外力因素使得無(wú)人機(jī)無(wú)法按照正常航線來(lái)飛行，比如，當(dāng)風(fēng)力過(guò)大的情況下，無(wú)人機(jī)的飛行平衡性不夠，甚至大雨可能會(huì)使得無(wú)人機(jī)中的相關(guān)零部件出現(xiàn)一定的質(zhì)量和安全隱患。③無(wú)人機(jī)的飛行比較特殊，其飛行動(dòng)力是由電池來(lái)提供的，正是因?yàn)闊o(wú)人機(jī)這種動(dòng)力方式的特殊性，使得無(wú)人機(jī)的運(yùn)載能力、飛行高度、傳感器使用等都有著巨大的限制，大比例測(cè)繪任務(wù)無(wú)法高效完成。④因?yàn)樵跓o(wú)人機(jī)飛行的過(guò)程中，所測(cè)繪到的相關(guān)數(shù)據(jù)一般要實(shí)時(shí)通過(guò)相應(yīng)的傳輸網(wǎng)絡(luò)來(lái)完成，而無(wú)人機(jī)遙感過(guò)程中，數(shù)據(jù)傳輸是由無(wú)線通信技術(shù)來(lái)完成的，一旦無(wú)人機(jī)測(cè)繪區(qū)域覆蓋了一些發(fā)展相對(duì)落后的地區(qū)，這些地區(qū)的網(wǎng)絡(luò)發(fā)展不成熟，常常存在信息傳輸?shù)牡托詥?wèn)題。

2 無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)在測(cè)繪工程中的應(yīng)用

2.1 復(fù)雜環(huán)境的應(yīng)用

當(dāng)在環(huán)境惡劣的地區(qū)實(shí)施測(cè)繪工程測(cè)量作業(yè)時(shí)，傳統(tǒng)的測(cè)量技術(shù)由于其測(cè)量方式的限制難以發(fā)揮全部作用，在測(cè)量的過(guò)程中，進(jìn)行單一的航拍時(shí)，要考慮的因素較多，不僅有對(duì)云層的顧慮，還要全面考察測(cè)量區(qū)域的地勢(shì)和地形，這種情況傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)很難完成的工作。然而，在進(jìn)行測(cè)繪工程測(cè)量時(shí)應(yīng)用無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)，則可以解決由于地理環(huán)境復(fù)雜導(dǎo)致測(cè)量受限的困境，無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)可以對(duì)所有的山脈、河流和不同的地理環(huán)境進(jìn)行全面的調(diào)查測(cè)量，從而提高整個(gè)測(cè)繪工程的成像精度[1]。無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)不但可以對(duì)平原大川進(jìn)行良好的測(cè)量工作，還可以對(duì)環(huán)境較為惡劣的山區(qū)進(jìn)行準(zhǔn)確拍攝，這些都傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)無(wú)可比擬的，許多傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)無(wú)法解決的問(wèn)題，無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)都可以有效地解決，從而保障了整個(gè)測(cè)繪工程的測(cè)量工作高效順利地完成。無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)不光測(cè)量工作完成度高，其使用成本較低且具有很高的安全性，因此在測(cè)繪工程中備受歡迎，一直被大力推廣。

2.2 信息采集的應(yīng)用

無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)中信息采集一直處于基礎(chǔ)性地位，信息采集是無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中操作最為頻繁的行為。將無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)應(yīng)用于測(cè)繪工作中，可以實(shí)現(xiàn)快速且準(zhǔn)確地采集目標(biāo)區(qū)域的地理信息。由于傳統(tǒng)測(cè)繪的采集技術(shù)不成熟，其缺陷導(dǎo)致無(wú)法保證采集的地理信息具有準(zhǔn)確性、完整性和系統(tǒng)性。與傳統(tǒng)的測(cè)量技術(shù)相比，目前的無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)彌補(bǔ)了傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)的許多缺陷，能夠完成其不能完成的信息采集工作，無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)不光適應(yīng)環(huán)境的能力較強(qiáng)，還能提高采集的地理信息精度。在測(cè)繪項(xiàng)目中，通過(guò)將影像資料與無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)結(jié)合，可以確保信息采集能夠在同一系統(tǒng)中完成，無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)采用多種加密方式從而使地理信息的安全性得到提高。另外，當(dāng)對(duì)工程相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集時(shí)，運(yùn)用無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)，可以處理復(fù)雜的信息。此外，無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)還可以根據(jù)采集到的地理信息的相關(guān)測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)和要求，擴(kuò)展單個(gè)模型的定向測(cè)量操作，使獲取地理信息的精度有所提升[2]。

2.3 數(shù)據(jù)處理的應(yīng)用

以往的信息采集模式是通過(guò)機(jī)械化方式進(jìn)行數(shù)據(jù)信息處理的，其處理的數(shù)據(jù)信息存在一些不規(guī)則屬性，尤其當(dāng)受到航線和角度的影響時(shí)，就會(huì)造成影像信息的不同疊加度出現(xiàn)錯(cuò)位的情況，特別是進(jìn)行圖片對(duì)比和信息統(tǒng)一工作時(shí)，容易導(dǎo)致整體影像信息發(fā)生變形。而通過(guò)應(yīng)用無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)，搭載其無(wú)人機(jī)設(shè)備，利用攝像設(shè)備的高聚焦特性，標(biāo)記鏡頭中各種角度的坐標(biāo)值，對(duì)當(dāng)前攝像機(jī)運(yùn)行中的參數(shù)對(duì)接進(jìn)行分析，當(dāng)坐標(biāo)值不同時(shí)，確認(rèn)影像設(shè)備中的照片的錄取和界定的基本概念，從而提高分辨率[3]。

2.4 突發(fā)事件的應(yīng)用

自然災(zāi)害的發(fā)生是人類(lèi)不可阻擋和不可避免的，然而人類(lèi)可以采取一些相應(yīng)的措施來(lái)應(yīng)對(duì)這些難以避免的自然災(zāi)害，通過(guò)做好預(yù)防工作將自然災(zāi)害所造成的影響盡可能降到最低。同時(shí)為了挽回?fù)p失，人類(lèi)還應(yīng)當(dāng)對(duì)災(zāi)害發(fā)生之后的重建工作和安置工作加以重視，提高自身處理緊急事態(tài)的效率。一旦大型的自然災(zāi)害發(fā)生，救援人員的作用至關(guān)重要，施救的及時(shí)與否關(guān)乎著人們的生命安危，而不利的地理環(huán)境將會(huì)直接影響其工作效率。災(zāi)情發(fā)生后，應(yīng)立即獲取該地區(qū)的地理信息和地形信息，并依據(jù)這些地形變化安排救援措施。同時(shí)，受害者具體位置的確認(rèn)非常重要，若救援過(guò)程中使用傳統(tǒng)的測(cè)量方法來(lái)測(cè)量信息，那么救援效率和救援速度將大大降低，使救援時(shí)間白白浪費(fèi)，遇難者的生命和財(cái)產(chǎn)安全將無(wú)法得到保障。相反，當(dāng)自然災(zāi)害發(fā)生時(shí)，將無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)應(yīng)用于救援工作中，便可以快速、全面、準(zhǔn)確地控制和采集災(zāi)區(qū)的地理環(huán)境和地形環(huán)境信息，從而在短時(shí)間內(nèi)制定出精準(zhǔn)的救援方案，最大限度地保障災(zāi)民生命財(cái)產(chǎn)安全。

3 工程測(cè)繪中應(yīng)用無(wú)人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)的注意事項(xiàng)

3.1 嚴(yán)格控制飛行和攝影質(zhì)量

如果在測(cè)繪工程中采用的是無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)，為保障無(wú)人機(jī)拍攝能夠符合測(cè)繪工作的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和要求，提升總體的測(cè)繪水平，工程人員在開(kāi)展測(cè)繪工作的過(guò)程中，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)無(wú)人機(jī)飛行和攝影質(zhì)量的控制。首先，正式的測(cè)繪工作進(jìn)行中，必須要確保無(wú)人機(jī)可以嚴(yán)格按照規(guī)定的時(shí)間進(jìn)場(chǎng)，并結(jié)合測(cè)繪區(qū)域內(nèi)的地形地貌等特征，確定最佳的起飛和降落方式，在飛行過(guò)程中嚴(yán)格將飛行速度控制在正常標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)，以使得能夠在無(wú)人機(jī)的飛行過(guò)程中通過(guò)對(duì)這些飛行參數(shù)的控制來(lái)獲得高分辨率和清晰度的測(cè)繪影像。其次，將無(wú)人機(jī)的飛行速度保持在正常的標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)，在充分了解了拍攝區(qū)域的實(shí)際航高與設(shè)計(jì)行高高度差以后，對(duì)飛行速度開(kāi)展有針對(duì)性的控制，在整個(gè)的飛行過(guò)程中，密切監(jiān)測(cè)無(wú)人機(jī)的飛行狀態(tài)，避免由于GPS定位系統(tǒng)應(yīng)用不當(dāng)所導(dǎo)致的拍攝質(zhì)量問(wèn)題，根據(jù)對(duì)無(wú)人機(jī)飛行狀態(tài)的把握，來(lái)進(jìn)行無(wú)人機(jī)上升和下降速率的科學(xué)控制。最后，因?yàn)闊o(wú)人機(jī)飛行過(guò)程中常常會(huì)遇到各種的突發(fā)性問(wèn)題，為促進(jìn)測(cè)繪工作的正常實(shí)施，測(cè)繪人員需在測(cè)繪作業(yè)之前，制定完善且可行的安全保護(hù)方案，確保無(wú)人機(jī)飛行過(guò)程中的安全性。

3.2 優(yōu)化像控點(diǎn)測(cè)量流程

無(wú)人機(jī)測(cè)繪技術(shù)應(yīng)用時(shí)，像控點(diǎn)的布設(shè)關(guān)乎測(cè)繪質(zhì)量和效益，為全面保證測(cè)繪工作的實(shí)效性，相應(yīng)測(cè)繪人員在開(kāi)展測(cè)繪工作時(shí)，必須要結(jié)合測(cè)繪區(qū)域的地形地貌等基本特點(diǎn)，注重像控點(diǎn)的布設(shè)和測(cè)量流程優(yōu)化。首先，根據(jù)測(cè)繪工作中所規(guī)定的拍攝區(qū)域與范圍，對(duì)拍攝區(qū)的自由網(wǎng)加以檢驗(yàn)，采取相應(yīng)的技術(shù)措施來(lái)高效生成自由網(wǎng)塊拼圖。其次，保障像控點(diǎn)布設(shè)的合理性，確保各個(gè)像控點(diǎn)之間的距離科學(xué)性，最大程度上提升像控點(diǎn)像片拍攝效果。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)很多，它操作簡(jiǎn)便、成本低，測(cè)量的范圍廣泛，能夠快速高效地獲取到準(zhǔn)確清晰的測(cè)量資料，可以應(yīng)對(duì)各種地形條件，不論是用于城市規(guī)劃測(cè)量或是用于礦山地質(zhì)測(cè)量等，都能有出色的表現(xiàn)，在測(cè)繪工程中起著非常重要的作用。在無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)實(shí)際應(yīng)用時(shí)，應(yīng)當(dāng)結(jié)合區(qū)域內(nèi)的地理環(huán)境和空間布局，對(duì)不同控制狀態(tài)下的遙感技術(shù)應(yīng)用形式進(jìn)行驗(yàn)證，以保證測(cè)量數(shù)據(jù)信息的準(zhǔn)確和質(zhì)量。無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)的應(yīng)用能夠使工程測(cè)繪的精度得到明顯提高，通過(guò)智能平臺(tái)，從而達(dá)到數(shù)據(jù)和信息高效集成的目的，保障了測(cè)繪工作的順利開(kāi)展。無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)也促進(jìn)了測(cè)繪技術(shù)的創(chuàng)新，對(duì)于有關(guān)部門(mén)能夠及時(shí)掌握地理動(dòng)態(tài)有著積極作用，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)向社會(huì)信息化發(fā)展的重要手段。