工程測(cè)量中無(wú)人機(jī)技術(shù)的應(yīng)用與實(shí)踐

楊秀杰 韓善峰 吳方東

山東建勘集團(tuán)有限公司

1 前言

在社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的同時(shí)，國(guó)家也越來(lái)越重視基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，對(duì)該類項(xiàng)目的資金投入也不斷增加。在基礎(chǔ)設(shè)施工程的建設(shè)過(guò)程中，工程測(cè)量工作是首先應(yīng)當(dāng)開(kāi)展的一項(xiàng)重要工作。在工程測(cè)量過(guò)程中，無(wú)人機(jī)測(cè)量技術(shù)是一種較為先進(jìn)的新型遙感測(cè)量技術(shù)，其在國(guó)土監(jiān)測(cè)以及大型項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中應(yīng)用越來(lái)越廣泛。無(wú)人機(jī)測(cè)量技術(shù)應(yīng)用在工程測(cè)量之中更為靈活，響應(yīng)也更為迅速，而且測(cè)量成本相對(duì)較低，具有非常高的測(cè)量精度。

2 無(wú)人機(jī)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

目前，世界范圍內(nèi)多個(gè)國(guó)家均積極研發(fā)各種無(wú)人飛行器，而且也有大量的無(wú)人飛行器已經(jīng)投入使用，一些國(guó)家已經(jīng)成立了民用無(wú)人機(jī)產(chǎn)業(yè)，民用無(wú)人機(jī)的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，我國(guó)無(wú)人機(jī)產(chǎn)業(yè)同樣發(fā)展非常迅猛，而且一些無(wú)人機(jī)產(chǎn)品出口到國(guó)外，在國(guó)際無(wú)人機(jī)市場(chǎng)上占據(jù)一席之地。隨著遙感技術(shù)的不斷發(fā)展，低空遙感技術(shù)也獲得了快速的發(fā)展，低空遙感技術(shù)能夠更加快速的獲取地理信息數(shù)據(jù)。低空遙感技術(shù)便是借助于無(wú)人機(jī)，搭載上航空數(shù)碼相機(jī)裝置，完成航空拍攝作業(yè)，這種地理信息獲取技術(shù)更加的便捷、迅速與高效，而且獲取的信息數(shù)據(jù)也非常精準(zhǔn)，能夠在云下完成拍攝作業(yè)。無(wú)人機(jī)技術(shù)逐漸的應(yīng)用到了應(yīng)急救災(zāi)、國(guó)土監(jiān)測(cè)、礦山測(cè)量、工程測(cè)量以及環(huán)境監(jiān)測(cè)等眾多領(lǐng)域之中。隨著無(wú)人機(jī)技術(shù)在國(guó)內(nèi)各個(gè)領(lǐng)域的不斷應(yīng)用與發(fā)展，也逐漸的積累了大量技術(shù)資源，為無(wú)人機(jī)技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展提供了良好的基礎(chǔ)保障。

3 無(wú)人機(jī)技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

3.1 快速與高效

在處理一些應(yīng)急事件的過(guò)程中，無(wú)人機(jī)能夠在非常短的時(shí)間內(nèi)針對(duì)測(cè)區(qū)完成大范圍監(jiān)測(cè)工作，目前無(wú)人機(jī)的單臺(tái)日監(jiān)測(cè)能力已經(jīng)超過(guò)了300KM2，極大提升了監(jiān)測(cè)的效率，而且還能夠在較短時(shí)間段之中形成監(jiān)測(cè)區(qū)域的高清圖像信息。

3.2 大尺度與宏觀性

無(wú)人機(jī)設(shè)備能夠靈活的調(diào)整航高，從而達(dá)到大面積以及高空監(jiān)測(cè)的目的，還能夠在低空完成小范圍的精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)活動(dòng)。另外，無(wú)人機(jī)監(jiān)測(cè)能夠采用多架與多次的監(jiān)測(cè)方法，實(shí)現(xiàn)在同一時(shí)間段內(nèi)對(duì)上萬(wàn)平方公里的區(qū)域開(kāi)展監(jiān)測(cè)活動(dòng)，并且可以利用光譜分析手段獲得大范圍監(jiān)測(cè)區(qū)域中全面的檢測(cè)信息。通過(guò)三維模擬技術(shù)，可以從宏觀層面上展現(xiàn)被測(cè)區(qū)域中各種狀況，讓我們可以更加直觀的觀察到相關(guān)信息數(shù)據(jù)，為我們制定各項(xiàng)決策提供更加可靠的依據(jù)。

3.3 信息處理更為快速

無(wú)人機(jī)技術(shù)的影像分辨率能夠達(dá)到0.1m，和我國(guó)現(xiàn)階段所應(yīng)用的高分辨率衛(wèi)星對(duì)比而言，其分辨率更高，而且在數(shù)據(jù)信息的收集、分析以及處理的過(guò)程中效率也更高、速率更快。

4 無(wú)人機(jī)技術(shù)在工程測(cè)量之中的實(shí)踐應(yīng)用

4.1 應(yīng)用于數(shù)據(jù)采集工作之中

依照不同的主體類型，又可以將無(wú)人機(jī)數(shù)據(jù)采集劃分成手動(dòng)采集部分以及自動(dòng)加密采集部分。手動(dòng)采集部分便是借助于遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，操作者可以在基站內(nèi)部實(shí)現(xiàn)對(duì)無(wú)人機(jī)遠(yuǎn)程控制，依照具體需求對(duì)數(shù)據(jù)信息加以全面采集，讓無(wú)人機(jī)能夠有選擇的完成數(shù)據(jù)信息收集工作，而得到我們想要的數(shù)據(jù)。自動(dòng)加密則是無(wú)人機(jī)為了達(dá)到自我保護(hù)的目的而進(jìn)行的一項(xiàng)控制工作，在無(wú)人機(jī)設(shè)備收集到了相關(guān)的數(shù)據(jù)信息之后，會(huì)把所收集的信息儲(chǔ)存在儲(chǔ)存元件里面。而通過(guò)數(shù)據(jù)加密技術(shù)可以確保數(shù)據(jù)信息更加的安全，若是我們要對(duì)這些數(shù)據(jù)信息進(jìn)行調(diào)用時(shí)，便要獲得數(shù)據(jù)信息的訪問(wèn)權(quán)限。通過(guò)加密技術(shù)可以更好的保障數(shù)據(jù)安全。

4.2 應(yīng)用于空中三角測(cè)量工作之中

空三加密是指通過(guò)攝影解析技術(shù)手段，對(duì)測(cè)量區(qū)域之中全部影像外方位元素加以確定，這也是無(wú)人機(jī)測(cè)量工作之中尤為關(guān)鍵的部分。和以往航測(cè)空三測(cè)量對(duì)比來(lái)看，無(wú)人機(jī)空三測(cè)量要求的技術(shù)更高，這是因?yàn)闊o(wú)人機(jī)空三測(cè)量的像幅較小而且數(shù)據(jù)量卻相對(duì)較大，導(dǎo)致了無(wú)人機(jī)空三測(cè)量的工作量顯著增加。因?yàn)闊o(wú)人機(jī)的飛行姿態(tài)相對(duì)不夠穩(wěn)定，捕捉到的影像可能會(huì)存在相對(duì)大旋偏角，使得影像匹配提取無(wú)法成功。因?yàn)榇嬖谀骘L(fēng)、順風(fēng)以及側(cè)風(fēng)等多種影響因素，使得相鄰航帶之間的旋偏角太大，或者出現(xiàn)上下影像無(wú)法一一對(duì)應(yīng)，要采用人工的方式加以調(diào)節(jié)，不然便不能完成影像塊拼工作，從而對(duì)工程測(cè)量工作進(jìn)度造成極為不利的影響。

4.3 在數(shù)據(jù)處理工作中的應(yīng)用

與以往采用人工數(shù)據(jù)處理的方式有所不同，在無(wú)人機(jī)技術(shù)應(yīng)用于工程測(cè)量工作中時(shí)，數(shù)據(jù)信息的處理速率以及處理質(zhì)量均得以顯著提升。無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)測(cè)量得到的影像信息無(wú)法直接轉(zhuǎn)變?yōu)闇y(cè)繪產(chǎn)品，要利用一些特定的軟件加以處理，才能夠形成測(cè)繪產(chǎn)品。利用無(wú)人機(jī)技術(shù)進(jìn)行工程測(cè)量時(shí)，所獲得的影像數(shù)據(jù)并非是一些規(guī)則數(shù)據(jù)，而且獲得的影像數(shù)據(jù)數(shù)量較多，不同影像數(shù)據(jù)之間傾角規(guī)律性不夠完善，無(wú)法夠自動(dòng)的完成配準(zhǔn)工作，所以，便要求要利用相應(yīng)的處理軟件對(duì)影像數(shù)據(jù)加以處理。首先，把無(wú)人機(jī)所收集到的影像信息以及GPS信息等輸入至數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)之中，對(duì)數(shù)據(jù)加以整理以及匹配，并依照GPS信息得到準(zhǔn)確的影像內(nèi)外方位元素。然后，針對(duì)影像數(shù)據(jù)開(kāi)展空三處理以及顏色修正工作，同時(shí)還針對(duì)影像數(shù)據(jù)加以編輯以及檢查，最終得到具有較高質(zhì)量的DOM資料。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上，無(wú)人機(jī)技術(shù)擁有更強(qiáng)的便捷性以及靈活性，而且影像信息具有更高的分辨率，這些都是航空遙感技術(shù)所不具備的，正因如此，無(wú)人機(jī)技術(shù)被越來(lái)越廣泛的應(yīng)用到了工程測(cè)量之中。

[1]董誠(chéng).應(yīng)用無(wú)人機(jī)的工程測(cè)量技術(shù)研究[J].科技資訊，2017，15(22)：90-91.

[2]劉占利.無(wú)人機(jī)航拍技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2017(09)：87-88.