無人機航拍技術(shù)在工程測量測繪中的應用

文桂波

[摘 要]伴隨社會不斷發(fā)展和進步，工程測繪工作成為了人類身邊的一種藝術(shù)。近年我國的不同行業(yè)發(fā)展迅速，展現(xiàn)出良好的趨勢，高科技無人機航拍技術(shù)受到了廣泛的關(guān)注和重視。為順應時代的發(fā)展需求，傳統(tǒng)的工程測繪方法必將被取代，當下必須加大無人機航拍技術(shù)應用的重視度。筆者對在工程測繪中應用無人機航拍技術(shù)進行了分析，僅供參考。

[關(guān)鍵詞]無人機技術(shù) 測繪 工程 應用

中圖分類號：D55 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）10-0230-01

引言

科技不斷的改革完善，各種先進技術(shù)不斷的被應用到各行業(yè)領(lǐng)域中，近幾十年我國的工程建設行業(yè)獲得了很大的成就。無人機航拍技術(shù)可以提升工程測繪工作的準確度，幫助工作人員獲取更可靠清晰的數(shù)據(jù)來源，在實際應用中已經(jīng)體現(xiàn)出更多的優(yōu)勢，是未來工程測量工作中必不可少的技術(shù)。

1.無人機技術(shù)概述

現(xiàn)代社會不斷發(fā)展進步，傳統(tǒng)的信息技術(shù)已經(jīng)不能符合需求標準，很多的地區(qū)面貌發(fā)生了改變，很多的港口、機場、車站等工程建設都需要更加詳細的數(shù)據(jù)，無人機航拍技術(shù)的應用是順應社會發(fā)展的需求。

無人機技術(shù)包括無駕駛?cè)藛T的飛行器技術(shù)、通信技術(shù)、遙感技術(shù)、以及全球定位系統(tǒng)技術(shù)，是多種現(xiàn)代化技術(shù)手段的結(jié)合運用。該技術(shù)目前被應用在地理信息測繪和測量當中，最大的特點是非常智能、自動化程度高、專業(yè)技術(shù)水準也較高。

這項技術(shù)已經(jīng)被廣泛的應用在工程測量當中，是我國專業(yè)技術(shù)人員研究工作的重點，是日后的遙感技術(shù)發(fā)展重要目標。

2.無人機航拍技術(shù)的優(yōu)越性

無人機測繪是遙感領(lǐng)域用于地形測繪的新興技術(shù)，在使用過程中資金投入量比較小，勘查過程中反饋能力好，時間消耗少，方便不同地區(qū)的轉(zhuǎn)換應用。對比過去的大飛機搭載攝像機航拍作業(yè)工作方式，無人機飛行技術(shù)的優(yōu)點更加突出。大飛機對起降場地需求十分高，無人機已經(jīng)實現(xiàn)了就地起降，省掉了很多的路程。

具體的工程測繪任務中，航攝小組可以靈活變通，將地點選在測區(qū)附近的高速公路服務區(qū)或者是停用的砂石買賣場，加長了拍攝工作時間。以往的工作過程可能會受到自然環(huán)境的影響，對天氣要求比較高。

無人機對于外界自然環(huán)境要求相對比較低，并且離地面的高度可以自行控制，方便獲取更加詳細高分辨度的資料。工作人員可以靈活控制無人機的速度，將航速控制在最優(yōu)化范圍內(nèi)，甚至可以達到每小時幾十公里，對于突發(fā)狀況可以進行變通，得到更加準確的信息資料。

3.無人機航拍技術(shù)的系統(tǒng)組成

3.1 遙感信息采集系統(tǒng)

3.1.1 無人機遙感平臺

無人機遙感測繪系統(tǒng)包括兩大部分，分別是遙感信息采集系統(tǒng)，遙感信息處理系統(tǒng)。航測遙感技術(shù)利用無人機裝載航空數(shù)碼相機 ，并采用IMU（慣性測量）/GPS（全球定位系統(tǒng)）技術(shù)而進行導航的航空攝影，其優(yōu)勢在于可以快速、精準、高效地獲取地理信息數(shù)據(jù)。

3.1.2 飛行控制系統(tǒng)

無人機飛行控制的關(guān)鍵內(nèi)容就是飛行控制系統(tǒng)，其具體的工作內(nèi)容包括對定位系統(tǒng)導航開展科學的利用，進一步達到信號定位，實時的掌握加速度計、陀螺等飛行器平臺的具體工作狀態(tài)變化，通過這種工作流程實現(xiàn)無人機的數(shù)字化監(jiān)控，基礎實現(xiàn)定點信息采集任務。

3.1.3 地面監(jiān)控系統(tǒng)

全向天線、監(jiān)控軟件、供電系統(tǒng)、便攜式計算機幾部分系統(tǒng)構(gòu)成了地面監(jiān)控系統(tǒng)，不同的環(huán)節(jié)解密結(jié)合相互關(guān)聯(lián)，技術(shù)工作人員可以操作地面監(jiān)控軟件，相關(guān)的數(shù)據(jù)進行科學的設定，包括導航模式的選擇、相機曝光、基本飛行參數(shù)的設置等等。

3.2 遙感信息處理系統(tǒng)

3.2.1 遙感像片處理

在整合數(shù)據(jù)工作完成無人機航拍技術(shù)在工程測量測繪中的應用后將勘查照片按照規(guī)定要求進行處理，主要有航帶的整理、質(zhì)量監(jiān)測、照片的預處理、照片的并行更正等等。遙感像片處理最突出的功能是對相關(guān)數(shù)據(jù)文件的整合處理，處理的內(nèi)容包括任務航攝規(guī)范表、相機檢定參數(shù)等。

3.2.2 空中三角測量系統(tǒng)

遙感信息處理系統(tǒng)運行過程中，空中三角測量系統(tǒng)有著極其重要的位置，是系統(tǒng)運行的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，具體工作內(nèi)容包括將初步規(guī)劃好的航帶列表合理科學的融合，將相間的相互關(guān)系正確的認定；對影像進行內(nèi)定向，經(jīng)過影像間連接點的布局、像控點量測、平差計算進行自動空三加密， 構(gòu)成完整全面的三維立體模型，最后實現(xiàn)模型定向及生成核線影像。

3.2.3 三維建模系統(tǒng)

三維建模系統(tǒng)的應用可以實現(xiàn)地圖形的推斷， 求出具體的相關(guān)信息， 實現(xiàn)三維虛擬地形地物的可視化，是一種圖像表征數(shù)據(jù)思維，工作人員直接感受到具體的區(qū)域環(huán)境或者是設計方案，加快方案設計分析設定，實現(xiàn)共同交流，優(yōu)化方案選擇?，F(xiàn)有的軟件包括ArcGIS、Civil3D、TerrainCAD 等等。

4.無人機航拍在工程測繪中的應用

4.1 對航線進行有效的規(guī)劃

具體的細化工作開展前必須合理的進行航海規(guī)劃，規(guī)劃研究內(nèi)容必須包括相機參數(shù)、地形特點、作業(yè)范圍、精度要求，對于各項數(shù)據(jù)進行整合，保證準確高效性。該環(huán)節(jié)十分重要，其對于后期遙感信息采集工作開展提供重要的技術(shù)數(shù)據(jù)支持。

普遍的航線規(guī)劃包含幾項檢查內(nèi)容，首先要保證航線走向的合理性，認真核實是否出現(xiàn)主點落水不利的情況，其次確保區(qū)域覆蓋的完整性和劃分的科學性；最后準確的選擇攝像機基面，確立航高設置的準確性。

4.2 體系化的相片控制

在布置向控點時，應當充分結(jié)合區(qū)域的具體狀況，并按照區(qū)域網(wǎng)進行有效布點，區(qū)域網(wǎng)的大小和像控點之間的跨度應綜合考慮成圖精度、 地面分辯率、產(chǎn)品用途、 地形特點等多種因素， 以能夠滿足空中三角測量精度為原則， 進行優(yōu)化設計。

5.實際應用分析

5.1 新農(nóng)村建設測繪

測繪的主要內(nèi)容包括水系統(tǒng)、電力、交通、房屋等等。為了控制數(shù)據(jù)的精確，可以在開展調(diào)查工作時不斷的糾正。具體可以根據(jù)《新農(nóng)村建設測繪保證服務技術(shù)大綱》開展工作。

5.2 土石方測量

在無人機飛行的時候具有固定的高度，通過對于高度的計算可以得出一定的軌跡，軌跡研究可以推算出高程值，應用現(xiàn)代化的三維軟件技術(shù)就可以得到土石方量。

5.3 地圖形測繪

根據(jù)實際的要求標準控制好無人機工作中的比例尺寸， 相機拍攝的分辨率， 重疊率等等。具體的圖片成像后，可以先進行矢量化的處理，在通過實際的比較控制正確性，在此基礎上確定全部的坐標和測繪。

5.4 體積計算的測量應用

無人機航拍技術(shù)本身靈活性高，計算精確，安全可靠，經(jīng)濟節(jié)約，可以大力引用在測繪工作當中，還對應用在資源開發(fā)，農(nóng)林監(jiān)測估產(chǎn)，體積測量當中，于我國的城市建設和管理效率有很重要的作用。無人機航拍技術(shù)的應用可以大幅度減少因為認可度造成的糾紛問題。為體積計算測量工作帶來了極大的方便。

6.結(jié)束語

傳統(tǒng)的技術(shù)已經(jīng)不能跟上測繪工作進步的速度，當下無人機航拍工作形式已經(jīng)被大范圍的應用，工程建設中的測繪工作具有十分重要的意義，測繪工作的高效準確性是保證質(zhì)量的前提。該項技術(shù)的應用是進步發(fā)展的需要，其可以更快的提升測繪工作效率，是實現(xiàn)高效工作的保證。未來的工程測繪工作必將大量的使用該項技術(shù)，迎來發(fā)展的新時代。

參考文獻：

[1] 畢凱，李英成，丁曉波，劉飛.輕小型無人機航攝技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].測繪通報.2015（03）.

[2] 李晴晴.無人機攝影測量技術(shù)在數(shù)字化地形測量的應用[J].電腦知識與技術(shù). 2013（35）.

[3] 李永樹.基于無人機技術(shù)的地形圖測繪研究[J].測繪.2011（04）.