低空無(wú)人機(jī)在測(cè)繪中的應(yīng)用探索

方家德

（汕尾市國(guó)土局測(cè)繪隊(duì)，廣東 汕尾 516600）

1 低空無(wú)人機(jī)在測(cè)繪中應(yīng)用的現(xiàn)狀與意義

相比于西方發(fā)達(dá)國(guó)家，我國(guó)的低空無(wú)人機(jī)技術(shù)起步較晚，發(fā)展也相對(duì)較慢。近年來(lái)，隨著國(guó)家對(duì)于這方面的重視以及研究的逐漸深入，將低空無(wú)人機(jī)技術(shù)與航測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行有機(jī)地結(jié)合，并取得了很大程度上的發(fā)展，在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了無(wú)人駕駛飛機(jī)對(duì)地面情況的遙感拍攝?，F(xiàn)階段低空無(wú)人機(jī)技術(shù)不僅可以對(duì)地貌情況進(jìn)行多維度、多效果的拍攝，同時(shí)，還能夠有效結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)，對(duì)所拍攝的圖像進(jìn)行進(jìn)一步的處理，具有很強(qiáng)的精準(zhǔn)性與靈活性。隨著近幾年的發(fā)展，我國(guó)關(guān)于低空無(wú)人機(jī)航測(cè)系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)已經(jīng)趨于成熟，且同時(shí)具備安全性、可靠性、精準(zhǔn)性等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，在不斷發(fā)展完善的過(guò)程中，圖片影像的清晰程度逐漸提高、精準(zhǔn)度與操作便捷性也有所提升。

低空無(wú)人機(jī)在測(cè)繪工作中的應(yīng)用有著十分重要的作用與意義。首先，低空無(wú)人機(jī)技術(shù)的應(yīng)用滿(mǎn)足了測(cè)繪行業(yè)的發(fā)展需要，解決了傳統(tǒng)測(cè)繪方法所遇到的難題，對(duì)測(cè)繪行業(yè)的服務(wù)質(zhì)量進(jìn)行了很大程度的提升，在這樣的發(fā)展形勢(shì)下也必然會(huì)對(duì)我國(guó)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化城市建設(shè)提供助力；其次，低空無(wú)人機(jī)技術(shù)與航測(cè)遙感系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合，使其在應(yīng)用的過(guò)程中更具靈活性，不僅工作效率得到了合理有效地提升，同時(shí)精確度也更高，對(duì)我國(guó)測(cè)繪行業(yè)的發(fā)展起到了十分重要的作用。除此之外，相關(guān)部門(mén)對(duì)于低空無(wú)人機(jī)技術(shù)在測(cè)繪工作中的應(yīng)用也日益重視，對(duì)其的研究也日益深入，相信在不斷地發(fā)展與完善之下，必然會(huì)建立起一套能夠滿(mǎn)足更多測(cè)繪需求的完善服務(wù)系統(tǒng)。

2 低空無(wú)人機(jī)在測(cè)繪中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)分析

2.1 更強(qiáng)的靈活性與適用性

一般情況下，在現(xiàn)代化的地質(zhì)測(cè)繪工作之中，會(huì)借助現(xiàn)代科技技術(shù)，無(wú)人機(jī)與大型飛機(jī)都屬于這個(gè)范疇。大型飛機(jī)需要專(zhuān)業(yè)人員操作，最為直接地完成測(cè)繪工作，具有較強(qiáng)的目的性，但是在靈活性方面存在著一定的欠缺。相比于大型飛機(jī)，無(wú)人機(jī)則很好地規(guī)避了此項(xiàng)不足，不僅具備更高的靈活性，同時(shí)在適用性方面也發(fā)揮了更大的優(yōu)勢(shì)。低空無(wú)人機(jī)與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行有效的連接，無(wú)人機(jī)所拍攝的畫(huà)面能夠?qū)崟r(shí)傳輸給測(cè)繪技術(shù)人員，技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需求做出及時(shí)反應(yīng)。除此之外，相比大型飛機(jī)，低空無(wú)人機(jī)體積較小，重量較輕，在飛行過(guò)程中更易控制，對(duì)于飛行的外部環(huán)境要求也更低，這一點(diǎn)在起飛與降落上表現(xiàn)得尤為突出。不同于大型飛機(jī)，低空無(wú)人機(jī)在飛行的過(guò)程之中速度相對(duì)緩慢，可以更為清晰的拍攝地質(zhì)圖像，尤其是在山脈與森林這種地質(zhì)環(huán)境下，即使面對(duì)復(fù)雜程度較高的地勢(shì)環(huán)境，低空無(wú)人機(jī)也可以有效應(yīng)對(duì)。因此，低空無(wú)人機(jī)具有很強(qiáng)的靈活性與適用性。

2.2 測(cè)繪工作的工作效率得到提升

低空無(wú)人機(jī)在測(cè)繪作業(yè)中靈活性高，測(cè)繪人員可以結(jié)合實(shí)際需求對(duì)地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)獲取，且有著很高的準(zhǔn)確度。低空無(wú)人機(jī)技術(shù)在測(cè)繪工作中的應(yīng)用范圍十分廣泛，它不僅可以對(duì)地質(zhì)與環(huán)境情況進(jìn)行勘探，同時(shí)，能夠應(yīng)用于自然災(zāi)害的航拍之中。如果這些工作全部都由工作人員去完成的話，一方面工作人員的生命安全得不到保障，另一方面工作效率也會(huì)很低，數(shù)據(jù)信息的時(shí)效性得不到有效的保證。如果將低空無(wú)人機(jī)技術(shù)應(yīng)用于測(cè)繪工作中，工作效率將會(huì)得到很大程度的提升。例如對(duì)于森林火災(zāi)的記錄中，通過(guò)低空無(wú)人機(jī)技術(shù)與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用，工作人員便可以快速準(zhǔn)確地獲取現(xiàn)場(chǎng)圖片，并通過(guò)這些數(shù)據(jù)進(jìn)一步了解到森林火災(zāi)的燃燒面積與撲救情況，并結(jié)合實(shí)際情況作出科學(xué)合理的調(diào)配，提高撲救計(jì)劃的可行性與合理性。

2.3 數(shù)據(jù)傳輸與處理速度快

對(duì)于低空無(wú)人機(jī)而言，其分辨率較高，一般情況下能夠達(dá)到0.1～0.5 m的范圍之內(nèi)，在這方面較之于大型飛機(jī)與衛(wèi)星影像發(fā)揮出了更大的優(yōu)勢(shì)。低空無(wú)人機(jī)上搭載了航攝遙感技術(shù)，在這一技術(shù)環(huán)境之下，對(duì)于數(shù)據(jù)的采集、傳輸與處理將變得更為迅速，因此被廣泛應(yīng)用于測(cè)繪領(lǐng)域當(dāng)中。例如在一些山地區(qū)域，由于地理相對(duì)較差，地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜程度也更高，采用傳統(tǒng)的航空攝影方式并不能獲得良好的測(cè)繪效果，且所花費(fèi)的時(shí)間也會(huì)很多。但是如果利用低空無(wú)人機(jī)技術(shù)進(jìn)行測(cè)繪，不僅可以有效地完成測(cè)繪工作并做好有效的數(shù)據(jù)采集與處理，同時(shí)，在時(shí)間消耗上也發(fā)揮了更大的優(yōu)勢(shì)。

2.4 先進(jìn)的技術(shù)水平

隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)水平的發(fā)展以及測(cè)繪行業(yè)的不斷完善，目前，我國(guó)的低空無(wú)人機(jī)技術(shù)已經(jīng)處于世界領(lǐng)先水平。當(dāng)前情況下，我國(guó)的低空無(wú)人機(jī)已經(jīng)先后搭載了航攝遙感技術(shù)、導(dǎo)航控制系統(tǒng)以及定點(diǎn)曝光攝影技術(shù)，這三種先進(jìn)技術(shù)有機(jī)地結(jié)合在一起，再加之高精度相機(jī)與地理掃描儀等先進(jìn)設(shè)備，使得低空無(wú)人機(jī)在測(cè)繪工作中的數(shù)據(jù)采集、傳輸與處理更為迅速，精度也更高。可以說(shuō)，現(xiàn)階段的低空無(wú)人機(jī)技術(shù)已經(jīng)能夠適應(yīng)測(cè)繪行業(yè)的發(fā)展并滿(mǎn)足大部分測(cè)繪工作的需求。

3 低空無(wú)人機(jī)在測(cè)繪中的實(shí)際應(yīng)用

A市地鐵規(guī)劃項(xiàng)目，需要采用無(wú)人機(jī)航拍技術(shù)，對(duì)規(guī)劃線路的區(qū)域地勢(shì)以及地形地貌進(jìn)行航攝，并采集相關(guān)數(shù)據(jù)為項(xiàng)目規(guī)劃提供數(shù)據(jù)參考。像控點(diǎn)的布設(shè)測(cè)量主要如下：在平面像控點(diǎn)的布設(shè)過(guò)程中，主要采用了區(qū)域網(wǎng)進(jìn)行布設(shè)。在此基礎(chǔ)之上，充分結(jié)合了航攝資料條件，同時(shí)，充分考慮了成圖的精度要求與系統(tǒng)誤差，合理規(guī)劃了區(qū)域網(wǎng)的大小以及控制點(diǎn)之間的跨度。在本次航攝中一共采用了四條基線，將兩條航線作為一對(duì)平高點(diǎn)，在航攝區(qū)的邊緣位置以及兩條航線的重疊位置需要布置四個(gè)控制點(diǎn)。像控點(diǎn)布設(shè)測(cè)量完成之后，進(jìn)行空中三角測(cè)量，在測(cè)量的過(guò)程中，采用了PixeGrid自動(dòng)空中三角測(cè)量系統(tǒng)。數(shù)據(jù)模型如下：

式中：

Δ主要為平面位置較差；

ΔZ為高程較差；

m像為像片比例尺分母；

fk為航攝儀的焦距；

b則為像片基線長(zhǎng)度。

在本次的空中三角測(cè)量中，按照1：1 000的比例精度進(jìn)行拍攝，成像中部分居民房屋出現(xiàn)陰影部分，且相對(duì)密集。基于這一方面的考慮，將平面誤差精度以及高程中誤差精度分別放寬0.5倍和0.75倍。航攝完成之后，將本次航攝采集獲取到的數(shù)據(jù)上傳至數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，并以此系統(tǒng)對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行合理有效地匹配與智能化處理，最終獲得三維DSM點(diǎn)云數(shù)據(jù)。然后再針對(duì)這一三維DSM點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行分類(lèi)處理，并在此基礎(chǔ)之上對(duì)干擾數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)排除，獲得DTM點(diǎn)云，內(nèi)插獲取規(guī)則格網(wǎng)的DEM成果。

4 結(jié)語(yǔ)

針對(duì)低空無(wú)人機(jī)在測(cè)繪中的應(yīng)用進(jìn)行研究與分析。首先，對(duì)低空無(wú)人機(jī)在測(cè)繪中應(yīng)用的現(xiàn)狀與意義進(jìn)行了一定程度的闡述，然后在此基礎(chǔ)上從更強(qiáng)的靈活性與適用性、測(cè)繪工作的工作效率得到提升、數(shù)據(jù)傳輸與處理速度快以及先進(jìn)的技術(shù)水平四個(gè)方面分析了低空無(wú)人機(jī)在測(cè)繪中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。最后，結(jié)合實(shí)際項(xiàng)目，分析了低空無(wú)人機(jī)在測(cè)繪中的實(shí)際應(yīng)用。

綜上所述，低空無(wú)人機(jī)技術(shù)憑借著自身的優(yōu)勢(shì)，在測(cè)繪行業(yè)中發(fā)揮了十分重要的作用。同時(shí)，隨著時(shí)代的發(fā)展，低空無(wú)人機(jī)技術(shù)還會(huì)不斷發(fā)展與完善，未來(lái)在測(cè)繪行業(yè)中的應(yīng)用范圍將更為廣泛。