無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)的應(yīng)用實(shí)踐及可行性分析

楊焱山，廖彩玉

（武漢縱橫天地空間信息技術(shù)有限公司，湖北 武漢 430200 ）

無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)的應(yīng)用實(shí)踐及可行性分析

楊焱山，廖彩玉

（武漢縱橫天地空間信息技術(shù)有限公司，湖北 武漢 430200 ）

近年來(lái)，基于傳統(tǒng)遙感航測(cè)技術(shù)基礎(chǔ)上的無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)，在我國(guó)得到了巨大的發(fā)展。無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)改進(jìn)了常規(guī)航測(cè)技術(shù)的時(shí)效性不強(qiáng)和分辨率低等不足，優(yōu)化完善后擁有的生產(chǎn)周期短、作業(yè)成本低、機(jī)動(dòng)靈活等特點(diǎn)，使得無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)能夠在最大程度上滿足我國(guó)現(xiàn)階段對(duì)航空遙感技術(shù)的需求。目前，無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)快速獲取高分辨率影像的特點(diǎn)已在小區(qū)域和飛行困難地區(qū)具有明顯的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。為獲取比例合適的影像圖，無(wú)人航測(cè)技術(shù)成為了航測(cè)技術(shù)中的重要手段之一。

無(wú)人航測(cè)技術(shù)；應(yīng)用；可行性分析

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)等方面的快速發(fā)展，人們的生活生產(chǎn)方式都在日漸改變著我國(guó)的地貌特征。為著輔助加快許多建設(shè)行業(yè)的發(fā)展，我國(guó)航空遙感技術(shù)在地理測(cè)繪等方面發(fā)揮了巨大的作用。而衛(wèi)星遙感技術(shù)作為傳統(tǒng)航測(cè)技術(shù)，因?yàn)榫窒薜臅r(shí)效性和低分辨率等不利因素，已經(jīng)無(wú)法繼續(xù)良好適應(yīng)當(dāng)今快速發(fā)展的各方面建設(shè)需求。

在此形勢(shì)下，應(yīng)運(yùn)而生的無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)則是傳統(tǒng)航測(cè)技術(shù)基礎(chǔ)上的優(yōu)化手段。當(dāng)前，無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)、國(guó)土監(jiān)察、污染源及擴(kuò)散態(tài)勢(shì)檢測(cè)等多個(gè)方面。

1 無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)的簡(jiǎn)單論述

無(wú)人航測(cè)技術(shù)（Aerial photogramemory technology of unmanned aerial vehicle），顧名思義，即通過(guò)對(duì)無(wú)人機(jī)的應(yīng)用，結(jié)合無(wú)線電遙控設(shè)備或機(jī)載計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程控制飛行等系統(tǒng)及全自動(dòng)化攝影測(cè)量、GPS自動(dòng)定位等先進(jìn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)航測(cè)遙感數(shù)據(jù)的快速獲取與同步處理。在此其中，航測(cè)的無(wú)人機(jī)飛行平臺(tái)系統(tǒng)構(gòu)成包含多個(gè)部分。不可或缺的當(dāng)然是飛行平臺(tái)、飛行導(dǎo)航與控制系統(tǒng)、地面監(jiān)控系統(tǒng)，此外還應(yīng)有機(jī)載遙感設(shè)備、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、發(fā)射與回收系統(tǒng)、附設(shè)設(shè)備以及野外保障設(shè)備等。

無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)研發(fā)在常規(guī)航測(cè)技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合實(shí)際情況與現(xiàn)今各方面發(fā)展已經(jīng)在低空飛行測(cè)量方面取得了顯著的成績(jī)。無(wú)人機(jī)可以很容易實(shí)現(xiàn)超低空飛行。而常規(guī)航測(cè)技術(shù)中的衛(wèi)星光學(xué)遙感技術(shù)和普通航空攝影技術(shù)往往受限于云層的變化，會(huì)因其移動(dòng)變化而直接影響到影像的獲取，但具有高機(jī)動(dòng)性的無(wú)人機(jī)航測(cè)則很大程度上彌補(bǔ)了這一缺陷。

無(wú)人機(jī)研發(fā)秉著低能高效等多方面操作目的與設(shè)計(jì)理念，實(shí)現(xiàn)了機(jī)小低耗、成本低、操作簡(jiǎn)單、系統(tǒng)保養(yǎng)和維修簡(jiǎn)便、適應(yīng)性強(qiáng)及無(wú)需飛行駕駛員的安全操作。實(shí)際上，無(wú)人機(jī)不僅能夠在云層下進(jìn)行飛行拍攝，還能在極大程度上實(shí)現(xiàn)通過(guò)適應(yīng)地形地貌的導(dǎo)航與攝像控制，而得到多角度與建筑面的景物影像，科學(xué)合理地構(gòu)建城市三維景觀模型。由于無(wú)人機(jī)實(shí)現(xiàn)了能夠更接近拍攝測(cè)量目標(biāo)的低空航測(cè)，因此在常規(guī)航測(cè)技術(shù)的成本與分辨率基礎(chǔ)上就很容易實(shí)現(xiàn)了低成本與高分辨率的影像獲取。

實(shí)際上，無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)不但是常規(guī)航測(cè)技術(shù)的優(yōu)化，在野外實(shí)測(cè)方面也有著很大的改進(jìn)。無(wú)人機(jī)航測(cè)成本低、分辨率高，而且周期短，就可以使大量野外工作轉(zhuǎn)入室內(nèi)安全高效進(jìn)行，很大程高度上減輕了操作人員的工作強(qiáng)度，并提高了航測(cè)作業(yè)的工作效率。

2 無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)的應(yīng)用實(shí)踐及可行性分析

（1）無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)的具體操作，無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)的應(yīng)用操作流程可以根據(jù)攝影作業(yè)（Photography Work）與數(shù)據(jù)處理（Data Processing）分為兩步進(jìn)行。攝影作業(yè)就是常見(jiàn)的野外工作階段，從起降場(chǎng)的嚴(yán)格刪選，其后的飛行前常規(guī)檢查、飛行軌跡制作，最后還有返航降落等各個(gè)環(huán)節(jié)的嚴(yán)格飛行攝影操作。數(shù)據(jù)處理則主要是由計(jì)算機(jī)嚴(yán)密操作得以實(shí)現(xiàn)。分為檢查產(chǎn)品、空中三角測(cè)量、影像匹配生成DEM等重要環(huán)節(jié)。

（2）無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)的應(yīng)用實(shí)踐及可行性分析。隨著人們生活水平的逐步提高，對(duì)生活方式與環(huán)境等要求也隨之逐步提高。對(duì)建筑施工來(lái)說(shuō)，項(xiàng)目施工管理工作往往能直接影響到建設(shè)成果質(zhì)量的高低。在如何實(shí)現(xiàn)工程建設(shè)的高水平方面，無(wú)人航測(cè)技術(shù)容易對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的長(zhǎng)期、定期大范圍航拍，結(jié)合對(duì)擁有高分辨率的遙感影像的數(shù)據(jù)處理與分析，實(shí)現(xiàn)了一種全新的工程建設(shè)管理技術(shù)。

結(jié)合操作流程及工作效果，對(duì)無(wú)人機(jī)航測(cè)在建筑施工上的管理應(yīng)用進(jìn)行可行性分析，發(fā)現(xiàn)：①通過(guò)無(wú)人機(jī)航拍，能直接全面掌握施工的進(jìn)行進(jìn)度。②通過(guò)定期航拍的安全管理與監(jiān)測(cè)，能根據(jù)影像采取防患措施與搶險(xiǎn)急救。③運(yùn)用無(wú)人機(jī)機(jī)動(dòng)靈活等特性進(jìn)行大范圍監(jiān)測(cè)施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境變化，監(jiān)督水保等措施的執(zhí)行情況。

顯然，無(wú)人機(jī)航測(cè)在建筑施工管理應(yīng)用方面應(yīng)用多樣化，因著其低成本工作，具有極強(qiáng)的應(yīng)用實(shí)踐性。除此之外，無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)的高精度、機(jī)動(dòng)靈活等優(yōu)良特征更使得無(wú)人機(jī)航測(cè)在需要高精度與高分辨率等圖件和數(shù)據(jù)的土地整治項(xiàng)目中得到了廣泛的應(yīng)用。

在可行性研究階段，無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)的應(yīng)用能夠高效實(shí)現(xiàn)DLG、DOM等成果的獲取，并通過(guò)獲取的成果科學(xué)合理地構(gòu)建項(xiàng)目的三維立體模型，在很大程度上滿足土地決策者、土地管理者等對(duì)項(xiàng)目的了解認(rèn)知，從而做出科學(xué)合理的決策與報(bào)告編制。其后的規(guī)劃設(shè)計(jì)階段則是通過(guò)對(duì)無(wú)人機(jī)航測(cè)成果的利用來(lái)精密規(guī)劃項(xiàng)目?jī)?nèi)的重點(diǎn)工程，進(jìn)行預(yù)算編制和工程布置圖等繪測(cè)工作。而這之后無(wú)人機(jī)就要通

過(guò)分階段性的利用拍攝項(xiàng)目影像，運(yùn)用疊加分析法對(duì)其分析從而科學(xué)合理判斷和掌握工程進(jìn)度。

在工程完成的最后，無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)還能通過(guò)對(duì)工程成果的航拍高精度提供全方位的圖文資料與影像數(shù)據(jù)，直觀準(zhǔn)確地分析竣工工程的最終成效?？梢?jiàn)，無(wú)人機(jī)航測(cè)的使用檢測(cè)能夠科學(xué)合理地應(yīng)用到土地整治項(xiàng)目的各個(gè)階段，高效輔助整治工作的開(kāi)展從而提高了工作效率并提高了項(xiàng)目工程單位施工質(zhì)量。

3 結(jié)語(yǔ)

隨著時(shí)代各領(lǐng)域技術(shù)的交互發(fā)展，我國(guó)航測(cè)航拍技術(shù)已愈來(lái)愈趨向于科技化、智能化。目前被廣泛應(yīng)用的無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)因著其高精密度、機(jī)動(dòng)靈活、成本低等優(yōu)勢(shì)獲得了大量好評(píng)。

總結(jié)說(shuō)來(lái)，文章只是簡(jiǎn)單介紹了無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)在建筑施工管理與土地整治項(xiàng)目上的應(yīng)用實(shí)踐，此外無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)在水力、電力勘測(cè)等方面都有著極大的研究應(yīng)用。隨著GPS定位技術(shù)的日臻成熟，無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)已逐步實(shí)現(xiàn)無(wú)地面控制點(diǎn)的控制優(yōu)化等特性，在數(shù)字地形模型構(gòu)建、及三維城市模型構(gòu)建等方面具有極大的應(yīng)用前景。

［1］祁曉明，柳艷.無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)輔助施工管理的應(yīng)用［J］.建材技術(shù)與應(yīng)用，2016，（2）.

［2］莊磊.無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)及其在土地整治項(xiàng)目中的應(yīng)用探討［J］.地球，2016，（2）.

［3］劉金婷，高何利.無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)在測(cè)繪中的應(yīng)用［J］.資源導(dǎo)刊，2016，（3）.

楊焱山（1979-），男，大學(xué)本科，工程師，主要研究方向：無(wú)人機(jī)大比例尺測(cè)圖和精密測(cè)量。