論無人機(jī)航測技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用

趙林飛

【摘 要】隨著科學(xué)技術(shù)水平的提高，我國工程測量中無人機(jī)航測技術(shù)的應(yīng)用也越發(fā)成熟，下面文章對(duì)無人機(jī)航測技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行分析，并探討其在工程測量中的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】無人機(jī)航測;航測技術(shù);工程測量;測量技術(shù)

隨著科技的不斷進(jìn)步經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，無人機(jī)航拍技術(shù)在在各行各業(yè)中得到了廣泛的使用，特別是工程測量專業(yè)，這項(xiàng)技術(shù)深受人們的喜愛。無人機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，不僅能將測量工作的效率進(jìn)行大大的提升，還能使采集數(shù)據(jù)信息更加準(zhǔn)確，保障工程的順利進(jìn)行。在未來，無人機(jī)戰(zhàn)略將是發(fā)展的必不可少的一部分。希望通過本文加深對(duì)于無人機(jī)知識(shí)的了解，推動(dòng)無人機(jī)技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展。

1、無人機(jī)航測相關(guān)概述

1.1無人機(jī)航測技術(shù)分析

近年來，采用航空遙感方式進(jìn)行無人機(jī)的航測技術(shù)的實(shí)施，得到了十分理想的航測效果。研究熱點(diǎn)圍繞無人機(jī)航測技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用展開，從無人機(jī)攝影系統(tǒng)組成到無人機(jī)航測實(shí)際應(yīng)用等方面，包括對(duì)無人機(jī)航測技術(shù)的研究工作進(jìn)行了理論探索，取得很多研究成果。運(yùn)用無人機(jī)進(jìn)行航測，是將無人機(jī)作為平臺(tái)進(jìn)行航攝系統(tǒng)的運(yùn)行，使用小型影像傳感器以及衛(wèi)星導(dǎo)航等進(jìn)行協(xié)議操控。無線通信技術(shù)應(yīng)用在無人及行測過程中，對(duì)地面影像進(jìn)行獲取。這種航測設(shè)計(jì)系統(tǒng)的運(yùn)行具有很多優(yōu)勢，它不會(huì)受到外部環(huán)境的影響，分辨率更高、作業(yè)周期短且成本較低，獲取的數(shù)據(jù)更加精確。因此，在工程農(nóng)業(yè)軍事等領(lǐng)域都獲得了廣泛的應(yīng)用。無人機(jī)航空測量技術(shù)的發(fā)展，在空間數(shù)據(jù)的獲取和處理上具有更大的優(yōu)勢，同時(shí)，通過不斷提升遙感數(shù)據(jù)分辨率等具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的國有化生產(chǎn)條件，使得航測的成本也大大降低。

1.2無人機(jī)航測系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)

無人機(jī)航測技術(shù)和其他事物一樣，具有自身的優(yōu)缺點(diǎn)。從優(yōu)點(diǎn)角度分析，無人機(jī)航空測繪的成本相對(duì)較低，在對(duì)相關(guān)的區(qū)域進(jìn)行測繪獲取數(shù)據(jù)時(shí)，全程都是由無人機(jī)完成的，不需要人員進(jìn)行實(shí)際測繪，使得測繪過程可以更加快速地展開，同時(shí)也不需要在無人機(jī)上安裝其他的安全和駕駛設(shè)備，從整體上來講，無人機(jī)資金投入較少，占地空間小。無人機(jī)航空測繪技術(shù)使用起來比較靈活，它可以實(shí)現(xiàn)對(duì)自然災(zāi)害的區(qū)域進(jìn)行圖像采集，獲取最新的數(shù)據(jù)和圖像信息。在一定的區(qū)域發(fā)生自然災(zāi)害后，通常有很多未知因素存在，所以不便于人員直接進(jìn)入相關(guān)區(qū)域進(jìn)行偵查，這可能導(dǎo)致災(zāi)區(qū)信息傳導(dǎo)過程出現(xiàn)延遲的情況，相關(guān)的事故處理人員也無法部署針對(duì)性的救援方案。而無人機(jī)受外界環(huán)境的影響較小，本身又比較小巧靈活，所以可以直接進(jìn)入到災(zāi)區(qū)獲取事故信息，無人機(jī)航測時(shí)間一般比較短，反應(yīng)靈敏，對(duì)災(zāi)后救援的有效開展起到很好的幫助作用。無人機(jī)在進(jìn)行航空測繪時(shí)，一般飛行高度要求比較低，這也就為獲取的數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性提供了有力的保障，因?yàn)橐话闱闆r下，飛行高度越高，數(shù)據(jù)誤差也就越大，因此可以說無人機(jī)航測技術(shù)充分改善了航測的影像精度，尤其在對(duì)局部的圖像信息進(jìn)行獲取時(shí)，無人機(jī)技術(shù)具有更多的優(yōu)勢。無人機(jī)在進(jìn)行測繪時(shí)，一般都是低于云層的，因此多云的天氣不會(huì)影響測繪過程。當(dāng)然，無人機(jī)航測過程也存在一定的缺陷，比如無人機(jī)的安全性問題，也就是說無人機(jī)在航行過程中沒有足夠的安全保障設(shè)施，比較容易出現(xiàn)一些故障對(duì)測繪工作的進(jìn)行造成影響，故障后的應(yīng)急預(yù)案也是缺失的，如果無人機(jī)出現(xiàn)一定的故障，那么測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確和真實(shí)性就無法保證。而且無人機(jī)的穩(wěn)定性也相對(duì)較差，因其結(jié)構(gòu)簡單，材質(zhì)比較輕，所以在遇到大風(fēng)天氣時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)機(jī)身偏離甚至墜機(jī)的現(xiàn)象，那么也就會(huì)嚴(yán)重影響測繪的數(shù)據(jù)[1]。

2、無人機(jī)航測技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用

2.1低空測量

小型無人機(jī)測量技術(shù)是近些年剛剛發(fā)展起來的技術(shù)，這種技術(shù)為測量工作提供了新的思想和方法。這項(xiàng)技術(shù)也得到了廣大民眾的認(rèn)可。但是，在小型無人機(jī)使用的過程中，技術(shù)難關(guān)依舊沒有攻克。例如，在無人機(jī)低空航拍的過程中，為了保證測量結(jié)果的準(zhǔn)確性我們要檢查無人機(jī)和周圍環(huán)境的安全，像雷雨天氣，沙塵暴天氣都不利于無人機(jī)的正常使用，所以在無人機(jī)的使用前，必須為無人機(jī)的飛行提供安全的使用環(huán)境。其次，在使用前要對(duì)整個(gè)無人機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行全面的檢查，檢查一下系統(tǒng)是否正常運(yùn)行，各種相應(yīng)的設(shè)備是否存在異常，確保無人機(jī)在低空作業(yè)中不出現(xiàn)技術(shù)上的偏差。接下來要對(duì)無人機(jī)上的攝像設(shè)備進(jìn)行檢查，因?yàn)橛跋窠Y(jié)果直接影響測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。最后在進(jìn)行數(shù)據(jù)總結(jié)要核對(duì)比例尺，對(duì)不同地形（山地，盆地，峽谷，地貌，河流）比例尺進(jìn)行掌握，即數(shù)據(jù)計(jì)算，得到最終的測量結(jié)果。同時(shí)在無人機(jī)航拍技術(shù)的使用上一定要嚴(yán)格的遵守各種工作流程確保高精度的工作測量[2]。

2.2空中三角測量和精度分析

雖然說無人機(jī)航空測量技術(shù)具有覆蓋面積廣的特點(diǎn)，但是在實(shí)際的航空拍攝過程中常出現(xiàn)地面控制點(diǎn)達(dá)不到要求或者較小區(qū)域的部位，達(dá)不到最終的航測要求，此時(shí)需要進(jìn)行空中三角測量技術(shù)進(jìn)行校正工作?？罩腥菧y量技術(shù)可以有效的彌補(bǔ)上述不足之處，是建立在對(duì)影像外的方位元素進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)算，再結(jié)合相應(yīng)的軟件將干擾因素剔除，可以有效的提高測量精度，對(duì)地形條件較差區(qū)域的航測結(jié)果有明顯的改善。測量精度是判別測繪結(jié)果能否滿足工作需求的最本質(zhì)的依據(jù)，而精度高低的分析要根據(jù)無人機(jī)航測技術(shù)和所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，如無人機(jī)的飛行高度、數(shù)據(jù)采集和計(jì)算等方式。

2.3大比例尺地形圖繪制

無人機(jī)航測系統(tǒng)能夠發(fā)揮其獨(dú)有優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)航空數(shù)碼獲取等工作。通過無人機(jī)平臺(tái)對(duì)被測區(qū)開展航空拍攝，進(jìn)行信息采集，獲取相關(guān)的影像資料。根據(jù)所拍攝的地形特點(diǎn)，運(yùn)用數(shù)碼相機(jī)的功能，對(duì)航線進(jìn)行不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)，保障拍攝的影像具有較高的質(zhì)量和分辨率。在相片的控制測量上，采取區(qū)域中增加平高點(diǎn)的方式，利用GPS靜態(tài)技術(shù)和RTK技術(shù)，進(jìn)行平面坐標(biāo)的測定，采用GPS曲線將徒工水準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行測定。在業(yè)內(nèi)的測圖上進(jìn)行相應(yīng)的地形的數(shù)據(jù)收集，做好標(biāo)記。對(duì)地面進(jìn)行航測，技術(shù)要求需要直接用圖示符號(hào)方式進(jìn)行標(biāo)注。采用數(shù)字化技術(shù)，按照CASS軟件提出數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)需要的數(shù)字地形圖進(jìn)行編輯，獲取清晰度高、質(zhì)量好的最佳圖像。在航空攝像上，通過無人機(jī)平臺(tái)上的數(shù)碼相機(jī)搭載的方式，獲取更多的高質(zhì)量航攝相片[3]。

2.4無人機(jī)航測的內(nèi)業(yè)處理

無人機(jī)航測的內(nèi)業(yè)處理主要包括數(shù)據(jù)準(zhǔn)備和數(shù)據(jù)解算。在數(shù)據(jù)準(zhǔn)備的階段過程中，將無人機(jī)航測的數(shù)據(jù)導(dǎo)出來。然后對(duì)航拍的位置和影像數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)的處理，調(diào)整整個(gè)航向和旁向的傾斜角等等工作，最后對(duì)航測的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，根據(jù)之前的控點(diǎn)布設(shè)，對(duì)工程中的具體坐標(biāo)進(jìn)行確定。在數(shù)據(jù)解算階段過程中，需要在工程新建的項(xiàng)目環(huán)節(jié)中，導(dǎo)出無人機(jī)航測的相關(guān)數(shù)據(jù)，并根據(jù)數(shù)據(jù)建立位置的具體坐標(biāo)圖，從而與工程的實(shí)際位置進(jìn)行相匹配;然后對(duì)相應(yīng)的參數(shù)設(shè)計(jì)進(jìn)行嚴(yán)格的處理和規(guī)劃，根據(jù)控制點(diǎn)的位置選擇合適的坐標(biāo)體系，最終完成DOM數(shù)據(jù)處理。

3、結(jié)語

綜上所述，無人機(jī)航測技術(shù)通過多年的發(fā)展取得了一定的成績，它是遙感測繪技術(shù)的一項(xiàng)創(chuàng)新，應(yīng)用價(jià)值極高。無人機(jī)航測技術(shù)存在很多的優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)也是不可避免存在的，那么需要相關(guān)人員對(duì)無人機(jī)航測技術(shù)進(jìn)行深入研究，充分發(fā)揮無人機(jī)航測優(yōu)勢為工程測量提供良好的技術(shù)支持。

【參考文獻(xiàn)】

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[2]王生新.無人機(jī)航測技術(shù)在礦山地籍測量中的應(yīng)用初探[J].世界有色金屬，2018（07）：285+287.

[3]張穎秋.無人機(jī)航空攝影測量在地形圖測繪中的應(yīng)用[J].中國非金屬礦工業(yè)導(dǎo)刊，2015（05）：59-62.