無人機(jī)在測(cè)繪工程中應(yīng)用淺議

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摘要：主要介紹無人機(jī)在測(cè)繪工程中的應(yīng)用范圍，闡述無人機(jī)在測(cè)繪工程中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，探討無人機(jī)在測(cè)繪工程中應(yīng)用的技術(shù)要點(diǎn)，以加強(qiáng)對(duì)無人機(jī)的研究，創(chuàng)新傳統(tǒng)的測(cè)繪工程技術(shù)手段，充分發(fā)揮無人機(jī)的優(yōu)勢(shì)作用。

關(guān)鍵詞：無人機(jī)；測(cè)繪工程；應(yīng)用技術(shù)

計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的日新月異，給社會(huì)各領(lǐng)域、各行業(yè)帶來了新的機(jī)遇，也使其面臨著一系列挑戰(zhàn)。在測(cè)繪工程施工中，應(yīng)當(dāng)轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的測(cè)繪技術(shù)形式，充分利用無人機(jī)進(jìn)行有效的測(cè)繪工作，做到與時(shí)俱進(jìn)，具體問題具體分析，確保測(cè)繪數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，保障測(cè)繪工程質(zhì)量。

1無人機(jī)在測(cè)繪工程中的應(yīng)用范圍

現(xiàn)階段，機(jī)器人技術(shù)發(fā)展較快，其中無人機(jī)是云機(jī)器人系統(tǒng)的杰出代表之一。無人機(jī)相關(guān)技術(shù)不斷升級(jí)，在越來越多的領(lǐng)域得到了有效應(yīng)用。相關(guān)系統(tǒng)有效結(jié)合網(wǎng)絡(luò)的泛在性特點(diǎn)，基于開放性的開發(fā)方法應(yīng)用，有效實(shí)現(xiàn)了無人機(jī)的進(jìn)一步應(yīng)用和發(fā)展，促進(jìn)了無人機(jī)能力的顯著提升，也進(jìn)一步拓展了無人機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域，使得無人機(jī)系統(tǒng)的簡(jiǎn)化開發(fā)成為可能，有效降低了無人機(jī)構(gòu)造和應(yīng)用成本。基于云計(jì)算技術(shù)的云機(jī)器人服務(wù)系統(tǒng)，充分整合了云大數(shù)據(jù)、云計(jì)算能力、機(jī)器人與環(huán)境資源共享以及人類計(jì)算等技術(shù)。無人機(jī)操作系統(tǒng)通過優(yōu)化設(shè)計(jì)，能夠提供相應(yīng)的程序庫和工具，為無人機(jī)相關(guān)控制軟件開發(fā)提供了必要的支持。操作系統(tǒng)可以為開發(fā)者提供硬件支撐、設(shè)備驅(qū)動(dòng)以及可視化工具等，還能實(shí)現(xiàn)消息傳遞和軟件包管理等服務(wù)，功能多樣。相關(guān)功能對(duì)于無人機(jī)技術(shù)和云計(jì)算技術(shù)整合也有重要作用，可以為相關(guān)技術(shù)整合提供必要的軟件框架。無人機(jī)在測(cè)繪工程中的應(yīng)用范圍較為廣泛，主要涉及以下方面。第一，無人機(jī)可應(yīng)用于海岸地形測(cè)量，主要包括水產(chǎn)養(yǎng)殖、海岸資源開發(fā)等領(lǐng)域。為促進(jìn)水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展，提高海岸資源開發(fā)的合理性，可利用無人機(jī)測(cè)量海岸地形，全面收集相關(guān)數(shù)據(jù)，實(shí)施全方位調(diào)查，做好控點(diǎn)工作，從而保障所采集信息的準(zhǔn)確性，為行業(yè)發(fā)展提供可靠的指導(dǎo)依據(jù)。第二，無人機(jī)可應(yīng)用于城市規(guī)劃測(cè)量。隨著城市規(guī)模的日益擴(kuò)大，如何科學(xué)規(guī)劃城市發(fā)展成為當(dāng)前備受關(guān)注的話題。需要通過采集測(cè)繪數(shù)據(jù)信息進(jìn)行合理布局，以加快城市建設(shè)進(jìn)程。第三，無人機(jī)可應(yīng)用于礦山測(cè)量。礦產(chǎn)資源開發(fā)離不開測(cè)繪工程，需要全面把控礦山的實(shí)際情況，然后對(duì)其進(jìn)行有效開發(fā)[1]。

2無人機(jī)在測(cè)繪工程中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

2.1具有較為廣闊的測(cè)繪范圍

在測(cè)繪工程中使用無人機(jī)具有一定的優(yōu)勢(shì)。相比于傳統(tǒng)的測(cè)繪技術(shù)，無人機(jī)的測(cè)量范圍更廣泛。過去的測(cè)繪工程依賴于測(cè)繪人員親自作業(yè)，所能測(cè)量的范圍較小，且容易在測(cè)量過程中出現(xiàn)失誤，導(dǎo)致測(cè)量人員工作壓力較大。而應(yīng)用無人機(jī)能夠明顯擴(kuò)大測(cè)量范圍，加快測(cè)量工作速度，提高工作效率，也可以解決人為測(cè)量不到的問題，提高測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性[2]。

2.2具有較高的地形測(cè)量效率

在測(cè)繪工程中，地形測(cè)量工作十分重要。技術(shù)人員需要前往實(shí)地進(jìn)行全面的勘查工作，要充分了解測(cè)繪工程區(qū)域的地質(zhì)特征，不可盲目開展地形測(cè)量工作，否則會(huì)影響最終測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，還會(huì)給測(cè)量工作帶來一定的安全風(fēng)險(xiǎn)。尤其是在地質(zhì)災(zāi)害突發(fā)情況下，傳統(tǒng)的測(cè)繪工作存在極大的不安全性，容易引發(fā)技術(shù)人員安全事故。使用無人機(jī)可全面調(diào)查地質(zhì)災(zāi)害中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，并將采集到的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)反饋給相關(guān)救援人員，有利于保障人們的生命財(cái)產(chǎn)安全，轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的測(cè)繪工作形式，使之科技含量更高，更具合理性和可靠性，從而推動(dòng)我國測(cè)繪工程實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

2.3具有較好的成本節(jié)約效果

利用無人機(jī)進(jìn)行測(cè)繪工作，有利于降低測(cè)繪工程成本。測(cè)繪工程并不是一項(xiàng)簡(jiǎn)單的作業(yè)，具有一定的復(fù)雜性，必須予以高度重視，實(shí)施系統(tǒng)化管理。傳統(tǒng)測(cè)繪工作需要較大的資金投入，需要購買大量的測(cè)量?jī)x器和相關(guān)設(shè)備，且技術(shù)人員不可進(jìn)行遠(yuǎn)程操作，增加了資金成本，也給技術(shù)人員帶來了一定壓力，同時(shí)面臨一定的安全風(fēng)險(xiǎn)。在測(cè)繪工作中應(yīng)用無人機(jī)，則不需要技術(shù)人員前往實(shí)地勘查，僅通過科學(xué)技術(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)程操作即可，且可在第一時(shí)間接收到無人機(jī)設(shè)備采集到的相關(guān)數(shù)據(jù)，不需要其他過多儀器，大大節(jié)省了測(cè)量成本，也減少了設(shè)備的維修費(fèi)用，有利于實(shí)現(xiàn)測(cè)繪工程效益最大化。

2.4具有良好的聯(lián)動(dòng)性

在測(cè)繪工程測(cè)量工作中，當(dāng)技術(shù)人員完成測(cè)量工作后，應(yīng)當(dāng)及時(shí)統(tǒng)計(jì)和處理采集到的相關(guān)數(shù)據(jù)，但實(shí)際工作中很難在第一時(shí)間將這些數(shù)據(jù)上傳給相關(guān)部門，導(dǎo)致地形測(cè)量工作受阻[3]。應(yīng)用無人機(jī)開展測(cè)量工作，則可以實(shí)時(shí)將數(shù)據(jù)反饋給相關(guān)人員和部門。一些技術(shù)人員無法到達(dá)的位置，無人機(jī)同樣可以獲取準(zhǔn)確的測(cè)量數(shù)據(jù)，而且可保證測(cè)量數(shù)據(jù)的全面性，提高測(cè)量工作效率，為測(cè)繪工程的后續(xù)決策和操作奠定基礎(chǔ)。

3無人機(jī)在測(cè)繪工程中應(yīng)用的技術(shù)要點(diǎn)

3.1獲取測(cè)繪影像資料

在測(cè)繪工作中使用無人機(jī)，對(duì)測(cè)繪人員提出了一定的要求。要求測(cè)繪人員必須十分熟悉測(cè)量地區(qū)的實(shí)際情況，做好全方位勘查工作，然后基于勘查數(shù)據(jù)科學(xué)規(guī)劃無人機(jī)的飛行路線，確保其合理性，保證無人機(jī)的順暢飛行?？上冗M(jìn)行試飛，選擇適宜的設(shè)備平臺(tái)，確認(rèn)無誤后再進(jìn)行正式飛行。無人機(jī)測(cè)量應(yīng)用過程中，幅度偏小，對(duì)應(yīng)的偏角較大。因此，在獲取相關(guān)數(shù)據(jù)后，應(yīng)當(dāng)利用無人機(jī)拍攝圖片信息，使用三維影像技術(shù)強(qiáng)化所獲取圖片的效果，使其能夠更加清晰、立體地呈現(xiàn)測(cè)量區(qū)域?qū)崨r。為了充分發(fā)揮無人機(jī)的測(cè)量作用，可操作無人機(jī)從不同的角度進(jìn)行拍攝，且畫面要達(dá)到規(guī)定的處理標(biāo)準(zhǔn)要求，同時(shí)做好后期處理工作[4]。測(cè)繪影像處理工作需要經(jīng)歷一系列處理步驟，對(duì)測(cè)繪影像的處理主要基于ORL數(shù)據(jù)來開展。通過觀察相關(guān)圖像庫發(fā)現(xiàn)，進(jìn)行相關(guān)工程數(shù)據(jù)分析還可以將相關(guān)圖片成像距離、光照條件等涵蓋在內(nèi)。但是，一些成像的相機(jī)像素、光照因素等不一致，所以在測(cè)繪影像處理中必須要將圖像進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，解決圖像的定位問題。

3.2測(cè)量分析惡劣環(huán)境

部分測(cè)繪工程的難度較大，工程所在區(qū)域環(huán)境較為惡劣，若使用常規(guī)測(cè)繪方式，將無法滿足工程測(cè)繪要求，難以獲取真實(shí)且完整的數(shù)據(jù)，此時(shí)可利用無人機(jī)實(shí)現(xiàn)有效的測(cè)繪工作。無人機(jī)可以采用低空飛行模式進(jìn)行全方位航拍，獲取相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息，然后對(duì)其進(jìn)行科學(xué)分析，以便于為工程建設(shè)提供可靠的參考依據(jù)，保障測(cè)繪工程的順利開展。此外，應(yīng)當(dāng)充分發(fā)揮現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的作用，智能化統(tǒng)計(jì)和分析無人機(jī)的航拍數(shù)據(jù)。在惡劣環(huán)境下，可使用無人機(jī)代替人工測(cè)量工作，不僅能夠提高測(cè)繪效率，還有利于保護(hù)測(cè)繪人員的人身安全。

3.3采集測(cè)繪數(shù)據(jù)

使用無人機(jī)進(jìn)行工程測(cè)繪數(shù)據(jù)采集，要確保圖像識(shí)別中的節(jié)點(diǎn)和主機(jī)間能夠?qū)崿F(xiàn)有效的通信，需要借助圖像識(shí)別技術(shù)優(yōu)勢(shì)促進(jìn)相關(guān)數(shù)據(jù)的采集和聚合。圖像識(shí)別應(yīng)用能夠有效實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的共享和交互，所以在設(shè)計(jì)中需要基于圖像識(shí)別設(shè)備監(jiān)控要求應(yīng)用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，以不斷提升數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性。要做到快速有效采集和傳輸數(shù)據(jù)，這對(duì)于設(shè)備故障狀態(tài)的及時(shí)判斷和信息傳輸具有重要意義。在測(cè)繪工程中利用無人機(jī)采集相關(guān)數(shù)據(jù)時(shí)，可采用兩種采集方式。一種是自動(dòng)加密采集手段。這種采集方法指的是通過無人機(jī)設(shè)備內(nèi)部的裝備、傳感器等來保存其所采集的數(shù)據(jù)，并利用加密技術(shù)保護(hù)儲(chǔ)存器中的信息數(shù)據(jù)，從而充分發(fā)揮其內(nèi)部的自我保護(hù)機(jī)制，避免重要數(shù)據(jù)的缺失、泄漏[5]。除此之外，只有具有內(nèi)部權(quán)限的人員才能讀取儲(chǔ)存器中的數(shù)據(jù)，有利于保障數(shù)據(jù)的安全性。另一種是手動(dòng)采集手段。它主要是相關(guān)操作人員遠(yuǎn)程控制計(jì)算機(jī)，根據(jù)測(cè)繪工程需求有目的地控制無人機(jī)進(jìn)行測(cè)量、拍攝，進(jìn)而獲取準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。

3.4處理測(cè)量數(shù)據(jù)

相較于傳統(tǒng)測(cè)繪技術(shù)來說，在測(cè)繪工程中應(yīng)用無人機(jī)處理測(cè)量數(shù)據(jù)效果更好、效率更快，而且能夠提高數(shù)據(jù)處理精確度，在一些大規(guī)模測(cè)繪工程中可取得良好效果。例如，測(cè)量礦山時(shí)，可以通過無人機(jī)對(duì)大面積區(qū)域進(jìn)行測(cè)量，保證測(cè)量數(shù)據(jù)的完整性，以便為礦山開采工作提供決策指導(dǎo)，并利用所獲得的信息數(shù)據(jù)保障礦山污染整治工作的順利開展，從而提高礦山管理水平。需要注意的是，在應(yīng)用無人機(jī)時(shí)既要控制好無人機(jī)的飛行速度，把控好無人機(jī)測(cè)量范圍，使之具有全面性，還應(yīng)當(dāng)實(shí)時(shí)掌握礦山生態(tài)的狀況，并將采集的相關(guān)信息第一時(shí)間反饋給測(cè)繪人員，以便其制定科學(xué)的工程建設(shè)方針。目前，很多無人機(jī)測(cè)繪中多使用中幅面CCD充當(dāng)傳感器的感光部位，借助必要的加固和相應(yīng)的電力改裝，使其能夠作為攝影性能比較穩(wěn)定的數(shù)碼相機(jī)使用。但是，感光單位的非正方形因子、非正交性以及畸變問題，會(huì)導(dǎo)致數(shù)碼相機(jī)在攝像中出現(xiàn)一些誤差。針對(duì)這一問題，可以開發(fā)使用高性能、能夠適用無人機(jī)航攝需要的數(shù)碼裝置替代傳統(tǒng)數(shù)碼相機(jī)，還可以借助相關(guān)的修正軟件對(duì)測(cè)量結(jié)果實(shí)施修正，保證其可靠性，同時(shí)可借助相關(guān)數(shù)據(jù)積累構(gòu)成比較真實(shí)的修正方式，對(duì)解決測(cè)繪圖像處理中的誤差問題具有積極作用。

4結(jié)語

無人機(jī)在測(cè)繪工程中有著良好的應(yīng)用效果，適用范圍比較廣泛，具有一定的優(yōu)勢(shì)，必須予以重視。為提高測(cè)繪工作效率，應(yīng)當(dāng)堅(jiān)持新的測(cè)繪工作理念，不斷創(chuàng)新無人機(jī)測(cè)繪技術(shù)，并將其貫徹落實(shí)于地圖繪制，以提高無人機(jī)測(cè)繪技術(shù)水平。

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作者:袁鑫桐 黃岳林 單位:南通星光測(cè)繪服務(wù)有限公司