無人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)與研究

趙 征

(河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第四地質(zhì)勘查院， 河南 鄭州 450001)

1 無人機(jī)遙感技術(shù)的現(xiàn)狀

科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力，無人機(jī)技術(shù)作為當(dāng)代新技術(shù)發(fā)展的先進(jìn)潮流，全世界有很多國家都在不斷地發(fā)展完善。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前，全世界上有超過三十個(gè)國家研制無人飛行器，有四十多個(gè)國家正在使用著無人飛行器，無人飛行器的種類繁多。許多國家建立民用無人機(jī)產(chǎn)業(yè)，推動(dòng)無人機(jī)技術(shù)的發(fā)展。在當(dāng)代，我國的無人機(jī)產(chǎn)業(yè)取得了很大進(jìn)展，產(chǎn)品出銷到國外高端市場，遠(yuǎn)銷海外，推動(dòng)我國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，無人機(jī)發(fā)展在社會(huì)上的應(yīng)用步入新的階段。無人機(jī)遙感技術(shù)擁有著可以云下進(jìn)行攝影、機(jī)動(dòng)靈活、高效準(zhǔn)確等特點(diǎn)，能夠滿足突發(fā)事件的應(yīng)急處理、進(jìn)行數(shù)字化城市建設(shè)、地質(zhì)災(zāi)害、環(huán)境監(jiān)測(cè)、資源調(diào)查等方面的需求。近些年來，這項(xiàng)技術(shù)在我國得到了快速發(fā)展，我國擁有豐富的無人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)經(jīng)驗(yàn)資源。

無人機(jī)遙感技術(shù)是指通過利用先進(jìn)的無人機(jī)駕駛技術(shù)、遙感傳感器技術(shù)、遙測(cè)遙控技術(shù)、通訊技術(shù)、GPS定位技術(shù)和遙感應(yīng)用技術(shù)，將計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、GPS和數(shù)據(jù)處理技術(shù)融合在一起，改變了傳統(tǒng)的依靠載人飛機(jī)獲取地面測(cè)繪信息的方式，實(shí)現(xiàn)智能化和自動(dòng)化，使得獲取測(cè)繪信息的成效大大提高，在測(cè)繪應(yīng)用領(lǐng)域受到廣泛地關(guān)注，逐漸成為各國研究的熱點(diǎn)課題。我國在無人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)方面的研究目前已經(jīng)取得了顯著的成就，在國際上被大量的國家引進(jìn)來加以運(yùn)用。

2 無人機(jī)技術(shù)在測(cè)繪測(cè)量方面的優(yōu)勢(shì)

2.1 安全可靠

科學(xué)技術(shù)日新月異，發(fā)展速度猛進(jìn)，無人機(jī)遙感技術(shù)孕育而生，并且不斷地發(fā)展。技術(shù)人員利用遙感控制住無人機(jī)，輔助上計(jì)算機(jī)技術(shù)與圖像攝影技術(shù)以及無人機(jī)遙感技術(shù)三者相互結(jié)合在一起，改變了以往由飛行駕駛員與地質(zhì)科研人員在飛機(jī)上展開測(cè)繪工作的局面，采用無人機(jī)不需要人來駕駛，只用技術(shù)操控就可以完成測(cè)繪工作，可以避免駕駛過程出現(xiàn)意外事件，進(jìn)而提高工作人員的安全性。另外，利用無人機(jī)技術(shù)測(cè)繪可以減少人工測(cè)量繪圖的誤差，增強(qiáng)測(cè)繪數(shù)據(jù)信息可靠度。

2.2 擁有多個(gè)角度的拍攝能力

無人機(jī)上搭載的數(shù)碼成像設(shè)備較為新型，精準(zhǔn)度較高，可以多個(gè)方向進(jìn)行攝影成像，譬如，水平角度、仰視俯視角度、傾斜角度。在進(jìn)行測(cè)繪工作時(shí)，工作人員利用無人機(jī)在航拍地點(diǎn)從多個(gè)角度進(jìn)行拍攝，顛覆了以往只能從單一角度拍攝的方式，而且不會(huì)受到建筑物的遮擋的影響，從而提高測(cè)量的精準(zhǔn)性。

2.3 技術(shù)費(fèi)用少

無人機(jī)遙感技術(shù)進(jìn)行控制系統(tǒng)較為簡單，易于操作，與一般的航拍飛機(jī)進(jìn)行相比造價(jià)較低，低于飛機(jī)造價(jià)的五倍，大大地減少了測(cè)繪工作的開支費(fèi)用。另外，駕駛員利用地面遙感系統(tǒng)對(duì)無人機(jī)操作，比較傳統(tǒng)的載人飛機(jī)的駕駛員要求較低，培養(yǎng)一個(gè)飛機(jī)駕駛員的成本過高且時(shí)間長，但是無人機(jī)駕駛員的獲取上崗執(zhí)業(yè)照是簡單的，這樣一來縮短了駕駛員的上崗時(shí)間，降低測(cè)繪工作的難度，對(duì)于人員的支出費(fèi)用下降。還有無人機(jī)的采集信息數(shù)據(jù)效率高，誤差小。除此之外，無人機(jī)的制作材料一般是碳纖維的復(fù)合性材料，是輕質(zhì)量型的材料，這種材料后期的保養(yǎng)和維修簡單。無人機(jī)遙感技術(shù)的承載的影像處理的設(shè)備質(zhì)量優(yōu)越，對(duì)于處理數(shù)據(jù)的配置硬件的要求較低，有利于降低測(cè)繪數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的費(fèi)用。

2.4 監(jiān)測(cè)的范圍大

無人機(jī)對(duì)于不同航高不僅僅可以進(jìn)行大范圍、高空間的監(jiān)測(cè)，同時(shí)對(duì)較小面積、地空間進(jìn)行精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)。另外，無人機(jī)遙感監(jiān)測(cè)采用多架無處理效率高人機(jī)、多次監(jiān)測(cè)的方式對(duì)上萬平方公里的監(jiān)測(cè)區(qū)域進(jìn)行監(jiān)測(cè)作業(yè),監(jiān)測(cè)范圍廣大。利用多光譜分析得到大范圍監(jiān)測(cè)區(qū)域的各項(xiàng)監(jiān)測(cè)信息，得到整個(gè)監(jiān)測(cè)區(qū)域的信息。監(jiān)測(cè)區(qū)域的情況可以利用三維仿真模擬技術(shù)來進(jìn)行展示，為相關(guān)部門的決策提供數(shù)據(jù)信息。

3 無人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)的運(yùn)用

3.1 獲取測(cè)繪影像信息

在進(jìn)行測(cè)量測(cè)繪時(shí)，工作人員使用無人機(jī)遙感技術(shù)要依據(jù)該測(cè)量地區(qū)的地形特點(diǎn)來選擇恰當(dāng)?shù)臒o人機(jī)飛行的平臺(tái)。無人機(jī)獲取測(cè)繪的影像資料和以往的影像獲取方式存在著不同，由于無人機(jī)在飛行時(shí)像幅度較小但是旋偏角大，為此，為了能夠獲取有價(jià)值高質(zhì)量的影像資料，測(cè)繪工作人員充分利用了空中三角技術(shù)，這種測(cè)量能夠在拍攝過程修復(fù)與糾正影像當(dāng)中的錯(cuò)誤，而且有利于防止出現(xiàn)拍攝的漏洞。除此之外，無人機(jī)遙感技術(shù)獲取測(cè)繪影像資料時(shí)，還可以采用曝光延遲拍攝補(bǔ)償、轉(zhuǎn)彎緩沖、飛行姿態(tài)控制等技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。

3.2 采集測(cè)繪數(shù)據(jù)

為了能夠采集測(cè)繪的數(shù)據(jù)信息，無人機(jī)在運(yùn)用時(shí)，采取自動(dòng)加手動(dòng)技術(shù)兩者相結(jié)合的方式，有效地將不符合標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)繪信息數(shù)據(jù)清除，從而提升獲取的數(shù)據(jù)信息的準(zhǔn)確性。測(cè)繪工作人員可以依據(jù)測(cè)量的數(shù)據(jù)信息結(jié)果，利用單一模型開展定向操作。工作人員利用無人機(jī)遙感技術(shù)展開定向操作的時(shí)候，一般來說，應(yīng)該有針對(duì)性地對(duì)航行路線進(jìn)行分析，得出數(shù)據(jù)信息之后，通過分析得出行駛的航線是否處于正常狀態(tài)，有沒有偏離預(yù)測(cè)路線，一旦出現(xiàn)不正常的情況，操作人員立即對(duì)航線操作，使得航線的精確性提高。這樣一來，可以保證測(cè)繪采集的數(shù)據(jù)的價(jià)值，獲得有用的數(shù)據(jù)信息。

3.3 開展無人機(jī)遙感測(cè)繪作業(yè)

當(dāng)測(cè)繪工作開展的地區(qū)位于航空攝影比較困難的地區(qū)，譬如，飛機(jī)的起降條件較差、云層處于偏低的位置或者高山環(huán)繞的地方，采用常規(guī)的測(cè)繪方法無法得到精確的數(shù)據(jù)，測(cè)繪工作不能夠順利地開展。在這些區(qū)域內(nèi)使用無人機(jī)遙感技術(shù)可以有效地克服這些困難，而且還可以高速度，高效率和高質(zhì)量的得到航空的影像資料，面對(duì)危機(jī)狀況，可以立即進(jìn)行測(cè)繪信息的獲取，利于推進(jìn)測(cè)繪工作的順利進(jìn)行。另一方面，無人機(jī)遙感系統(tǒng)還可以對(duì)于得到的影像信息進(jìn)行高效的處理，對(duì)于測(cè)繪城市圖像、工程建設(shè)、應(yīng)急救災(zāi)、國土資源的測(cè)繪等方面發(fā)揮著重大的作用，進(jìn)一步推動(dòng)我國的城市化建設(shè)，不斷提高社會(huì)的管理水平。

無人機(jī)遙感技術(shù)對(duì)于測(cè)繪行業(yè)的發(fā)展具有重要的意義。目前，低空的無人機(jī)測(cè)繪遙感系統(tǒng)正在不斷地發(fā)展進(jìn)步，它能夠解決測(cè)繪面臨的現(xiàn)勢(shì)性特點(diǎn)，進(jìn)而不斷提升應(yīng)急的服務(wù)水平，利于建設(shè)數(shù)字化城市，進(jìn)一步推動(dòng)著我國數(shù)字化建設(shè)。低空無人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)擁有著靈活性高、精確度高、性能安全、資金花費(fèi)量少、范圍大等優(yōu)點(diǎn)。為此，國家測(cè)繪局鼓勵(lì)無人機(jī)遙感技術(shù)的發(fā)展，不斷地推廣到測(cè)繪領(lǐng)域，并且大力支持測(cè)繪工作人員單位運(yùn)用該項(xiàng)技術(shù)。

目前，無人機(jī)遙感技術(shù)研發(fā)人員正在積極開展研發(fā)工作，同時(shí)，對(duì)于無人機(jī)遙感技術(shù)進(jìn)行市場需求的調(diào)研，不斷滿足市場客戶的需求。國家對(duì)于無人機(jī)遙感技術(shù)大力支持，扶持無人機(jī)遙感技術(shù)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展。無人機(jī)遙感技術(shù)的產(chǎn)業(yè)采用技術(shù)開發(fā)、運(yùn)行維護(hù)、培訓(xùn)技術(shù)、售后服務(wù)與技術(shù)創(chuàng)新等一系列的運(yùn)行模式，逐漸形成了無人機(jī)遙感測(cè)繪的專業(yè)系統(tǒng)與應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)，推動(dòng)無人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)的發(fā)展?，F(xiàn)今，無人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)的研發(fā)正在不斷前行。

4 結(jié)語

無人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)是科技不斷創(chuàng)新進(jìn)步的重要表現(xiàn)，對(duì)于社會(huì)的發(fā)展具有重要價(jià)值。無人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)擁有的眾多的優(yōu)點(diǎn)，將其運(yùn)用到實(shí)踐當(dāng)中，能夠在環(huán)境監(jiān)測(cè)、災(zāi)情求援、數(shù)字城市化建設(shè)等多個(gè)方面發(fā)揮著積極的影響，有利于推動(dòng)我國的社會(huì)發(fā)展。