無人機遙感技術(shù)在測繪工程測量中應(yīng)用

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摘要：隨著我國科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，各種科技產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于工程建造領(lǐng)域，而無人機遙感技術(shù)在測繪工程測量方面發(fā)揮著重要作用，它不僅能提高工程施工效率和安全性，及時發(fā)現(xiàn)不易探查區(qū)域的問題，而且為后期的工程建設(shè)提供精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)支持。雖無人機遙感技術(shù)目前還處于剛興起階段，但從應(yīng)用方面，其屬于1種較成熟的設(shè)備設(shè)施，無人機與衛(wèi)星定位、通信功能相融合，在工程建設(shè)領(lǐng)域發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。

關(guān)鍵詞：工程測量；無人機遙感技術(shù)；測繪；低空采集；三維影像；測量精度

1無人機遙感技術(shù)的概述和組成

1.1無人機遙感技術(shù)的概念

無人機遙感技術(shù)是充分利用無人機技術(shù)、遙感技術(shù)和相應(yīng)的通信技術(shù)獲取空間遙感信息的新技術(shù)。其以在測繪工程測量方面的優(yōu)勢，廣泛應(yīng)用于地理信息獲取、環(huán)境監(jiān)測、地質(zhì)地貌調(diào)查研究等領(lǐng)域。隨著無人機遙感技術(shù)的廣泛應(yīng)用，越來越多的技術(shù)人員開始關(guān)注其技術(shù)的分析和研究。遙感技術(shù)所涉及的范圍主要有遙感器、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備和遙感信息處理平臺，具體細(xì)分為微波遙感、光遙感及紅外線遙感。遙感技術(shù)與無人機的融合在整個工程施工方面至關(guān)重要，其最基本的特點是檢測范圍極廣、速度快、檢測效率高及信息處理快速。

1.2無人機遙感技術(shù)的類型

無人機遙感技術(shù)的外在形式多種多樣，最主要和最常用的有4種類型：固定翼無人機、無人直升機、多旋無人機、無人飛艇。固定翼無人機，其機翼不可改變，但小巧易于拆卸，使用時噪聲較小、隱蔽性強，其動能為電能；無人直升機如同直升飛機一般升降，其有多個螺旋槳，能在空中穩(wěn)定懸停，在合理的高度下能更直觀地對工程進(jìn)行勘測，不僅有助于工程施工，還能得到更精確的數(shù)據(jù)；無人機飛艇則是利用空氣中上升的飄浮力，實現(xiàn)如在地面上一般控制飛行狀態(tài)，其所運用的項目范圍也極其廣泛。無人機遙感技術(shù)在應(yīng)用過程中能充分利用各種數(shù)據(jù)處理功能，實現(xiàn)低空采集，保證數(shù)據(jù)的實時有效傳輸和傳輸?shù)母叻直媛省?/p>

2無人機遙感技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

隨著現(xiàn)代科技不斷進(jìn)步，為無人機遙感技術(shù)的發(fā)展提供了良好的環(huán)境。目前，全球范圍內(nèi)已有30多個國家相繼開展無人機遙感技術(shù)的研究工作，當(dāng)前已知的無人機類型有300多種，且有約50個國家正在使用多達(dá)100種無人機。近年來，我國用于民用的無人機類型不斷增多，無人機方面的研究也在逐步深化，衍生出了很多能用于生活的先進(jìn)產(chǎn)品。伴隨無人機遙感技術(shù)的發(fā)展，低空遙感技術(shù)近年來發(fā)展很快，該技術(shù)靈活機動，利用該項技術(shù)能夠?qū)y量區(qū)域地理信息數(shù)據(jù)進(jìn)行及時獲取，將航空拍攝設(shè)備安裝于低空飛行器上，在測量過程中，能夠?qū)Ω叨?000m以下的測量區(qū)域進(jìn)行詳細(xì)測量，而且拍攝效果極佳。當(dāng)前無人機遙感技術(shù)的發(fā)展趨勢不斷加快，為其在各個領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用奠定了良好的基礎(chǔ)?，F(xiàn)今，我國在無人機遙感技術(shù)方面已具備相當(dāng)豐富的經(jīng)驗，對其持續(xù)發(fā)展極為有利。

3無人機遙感技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢

3.1監(jiān)測尺度大

這項技術(shù)在測繪測量工程中能對大范圍的物體進(jìn)行一定程度的勘測，得到較精確的測量數(shù)值，同時，也能開展小范圍區(qū)域測量工作。故無人機傳感技術(shù)在測量范圍內(nèi)具有較大的可控性。同時，利用該項技術(shù)，能直觀立體地看到各種區(qū)域的真實情況，為相關(guān)工程施工提供技術(shù)上的支持；對出現(xiàn)的問題也可在有關(guān)系統(tǒng)中進(jìn)行全面反映，為專業(yè)人士提供更加精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)信息。

3.2監(jiān)測效率高

該項技術(shù)在監(jiān)測過程中具有非常高的工作效率，尤其是在突發(fā)事件的監(jiān)測中發(fā)揮著重要作用。突發(fā)事件通常非常緊急，如果監(jiān)測效率低下，會使突發(fā)事件得不到及時解決，造成延誤，甚者使突發(fā)事件的危害性進(jìn)一步擴(kuò)大。而無人機遙感技術(shù)監(jiān)測效率極高，在突發(fā)事件發(fā)生時利用該項技術(shù)，不僅能掌握目標(biāo)區(qū)域的具體情況，還能為制定突發(fā)事件處理對策提供參考，確保突發(fā)事件的順利解決。

3.3信息處理速度快

該技術(shù)對目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行測量后，可將所獲得的信息數(shù)據(jù)及時傳輸給信息處理系統(tǒng)，信息處理自動化水平較高，確保測繪信息的及時應(yīng)用。

3.4系統(tǒng)兼容性高

在測量過程中，若僅依靠單一的遙感技術(shù)，極易發(fā)生遺漏情況。測量過程中單一地利用無人機遙感技術(shù)也存在局限性。為更好地保證測量數(shù)據(jù)的全面獲取，可聯(lián)合應(yīng)用其他遙感技術(shù)共同開展測量。無人機遙感技術(shù)具有非常強大的兼容性，為聯(lián)合其他測量技術(shù)共同開展測量提供了良好的基礎(chǔ)。

4無人機遙感技術(shù)在測繪工程測量中的具體應(yīng)用

4.1測繪影像資料獲取

在測繪測量工程中采用無人機遙感技術(shù)進(jìn)行繪測測量工作，首先要針對目標(biāo)測量區(qū)域開展相關(guān)的調(diào)查研究，科學(xué)設(shè)計無人機飛行路線，與試飛相應(yīng)設(shè)備的平臺相結(jié)合，從而進(jìn)行科學(xué)的選擇。無人機遙感技術(shù)與其他遙感影像技術(shù)相比有很大的不同，在這項技術(shù)中，無人機在飛行過程中會有很小的飛行幅度，而且具有大偏角的特點，所以通過該項技術(shù)能夠?qū)y量目標(biāo)進(jìn)行多角度拍攝，便于獲得詳細(xì)的三維影像數(shù)據(jù)。為了保證測量效果，必須確保數(shù)碼相機具有高質(zhì)量的拍攝效果。

4.2測繪數(shù)據(jù)收集

依照測繪主體的差異，無人機遙感測繪技術(shù)具有手動采集、自動加密兩種信息數(shù)據(jù)收集模式。其在計算機控制的基礎(chǔ)上實現(xiàn)，工作人員可根據(jù)自己的意愿進(jìn)行調(diào)整，對需要的信息進(jìn)行勘察記錄，并且對無人機擁有絕對的控制權(quán)，極大提升了信息獲取的準(zhǔn)確性。在實際測量過程中，利用無人機遙感技術(shù)能將相關(guān)測量信息在無人機采集系統(tǒng)內(nèi)有效保存，并對相關(guān)測量數(shù)據(jù)進(jìn)行加密處理，在獲得相應(yīng)權(quán)限后，才能對無人機系統(tǒng)內(nèi)獲得的測量數(shù)據(jù)進(jìn)行應(yīng)用，更好地保證了測量數(shù)據(jù)的安全性。

4.3測繪數(shù)據(jù)處理

由于無人機體積小，安裝的數(shù)碼相機設(shè)備無法規(guī)范地排列，以至無人機拍攝的照片存在一定的圖形疊加情況，特別是無人機飛行過程中的轉(zhuǎn)角或俯沖拍攝階段，由于角度偏差問題，極易導(dǎo)致圖像疊加問題，造成拍攝圖像效果不佳，出現(xiàn)變形和重疊現(xiàn)象。安裝于無人機上的數(shù)碼相機設(shè)備均以自動變焦，為了確保拍攝效果，實際應(yīng)用中應(yīng)合理調(diào)整其變焦參數(shù)，提升相機拍攝效果以獲得更清晰和全面的圖像數(shù)據(jù)。

4.4低空作業(yè)

無人機影像資料傳輸即便是在光線較暗的條件下也要保證較好的拍攝質(zhì)量，而無人機遙感測繪技術(shù)靈活機動，便于操作，故該項技術(shù)在救災(zāi)援災(zāi)、環(huán)境保護(hù)和監(jiān)督以及城市建造方面都有著至關(guān)重要的作用。隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展，無人機遙感測繪技術(shù)的自動化水平越來越高，極大提升了拍攝效果，操作起來也更加方便，今后必將在更多領(lǐng)域發(fā)揮越來越大的作用。

4.5突發(fā)事件應(yīng)急處理

面對滑坡、泥石流、地震等突發(fā)事件，常規(guī)的測量手段無法正常開展，且方法過于陳舊，測量周期過長，難以實現(xiàn)對測量目標(biāo)的動態(tài)化監(jiān)測。如山區(qū)出現(xiàn)地震、滑坡、泥石流災(zāi)害后，惡劣的環(huán)境對地面測量工作造成極大影響。同時，在一些惡劣天氣條件下，航空遙感以及衛(wèi)星遙感測量也會受到很大限制，無法及時獲取災(zāi)區(qū)的具體影像，更不能達(dá)到動態(tài)監(jiān)測測量的目標(biāo)。而無人機遙感技術(shù)的應(yīng)用，使其問題迎刃而解。該項技術(shù)能更好地應(yīng)對突發(fā)事件，深入到災(zāi)區(qū)內(nèi)部進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測，對災(zāi)區(qū)情況進(jìn)行詳細(xì)測量，獲取精準(zhǔn)的測量數(shù)據(jù)，為應(yīng)對突發(fā)事件提供重要的參考數(shù)據(jù)。

4.6特殊目標(biāo)獲取

獲取特殊目標(biāo)信息通常存在較大的難度，如工程項目、軍事設(shè)施及文物信息的獲取等。在開展大比例尺地形圖測繪過程中，對于目標(biāo)區(qū)域文物建筑信息的測量，通過傳統(tǒng)遙感技術(shù)很難獲取目標(biāo)區(qū)域的信息數(shù)據(jù)，而通過無人機遙感技術(shù)的應(yīng)用，便可針對這些特殊目標(biāo)開展詳細(xì)測量工作，從而獲得全面的測量數(shù)據(jù)，不僅測量精度高、效率快，不僅使大比例尺圖幅成圖效率得到大幅提升，且有效控制成本投入。

5測繪工程中應(yīng)用無人機遙感測繪技術(shù)的注意事項

無人機遙感測繪技術(shù)應(yīng)用，最主要的是在一定時間內(nèi)要對設(shè)備機械進(jìn)行維修檢查。在正常工作過程中，為了得到較精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)信息，大多注重對無人機遙感技術(shù)的控制，從而忽略對設(shè)備的維修保養(yǎng)。對無人機進(jìn)行適當(dāng)?shù)谋ｐB(yǎng)和維護(hù)，能有效地防止機械設(shè)備的老化。因此，在無人機遙感設(shè)備運行時，除保證設(shè)備性能不被損壞外，還需在使用前后嚴(yán)格按照相關(guān)說明對設(shè)備進(jìn)行質(zhì)量檢測。根據(jù)所需要測量的工程進(jìn)行各項數(shù)據(jù)的調(diào)整，從而保證結(jié)果更精確。工作人員應(yīng)重視對與無人機遙感技術(shù)相關(guān)配套設(shè)備的維護(hù)和管理，不僅是為了熟練運用，更是為之后的測繪測量工作打下堅實的基礎(chǔ)。增強對無人機遙感技術(shù)傳回影像分辨率的質(zhì)量管理，可在一定程度上避免畫面重疊、不清晰甚至扭曲等問題。同時，還要注意畫面的整體顏色和亮度，對無人機影像畫面質(zhì)量的進(jìn)一步提升具有重要作用。

6無人機遙感技術(shù)在測繪工程測量中的改進(jìn)方向

當(dāng)前，無人機遙感技術(shù)在各領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，為了提升無人機航拍的精確度，增強其高效航拍的作用，應(yīng)提高相關(guān)技術(shù)水平，使無人機遙感技術(shù)在特殊拍攝環(huán)境下，能在大型無人機拍攝結(jié)束后發(fā)揮作用。小型無人機不受特殊環(huán)境的影響，從而不會使畫面出現(xiàn)重疊、數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確的情況。

7結(jié)語

新興的技術(shù)手段必然取代既有、傳統(tǒng)的技術(shù)方法。無人機遙感技術(shù)是當(dāng)前不斷革新與發(fā)展的先進(jìn)測量技術(shù)之一，其研究與發(fā)展，不僅大幅度提升了我國測繪工程的測量精度和測量效率，還有力地推動了我國數(shù)字化測繪領(lǐng)域發(fā)展。因此，重視并加強對無人機遙感技術(shù)的研究，充分發(fā)揮其優(yōu)勢和作用，對我國測量技術(shù)的發(fā)展有著十分重要的意義。

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作者:高勇 單位:山東建材勘察測繪研究院有限公司