測繪工程中無人機的運用

廖立軍

（佛山市測繪地理信息研究院，廣東 佛山 528000）

無人機技術應用的領域比較小，主要應用在軍事領域，在20世紀80年代后，計算機進入了發(fā)展階段，各種重量輕和精準度高的傳感器隨著社會時代的進步相繼問世，帶動了無人機遙感技術的發(fā)展。隨著無人機性能不斷提升，所應用的領域也被不斷的擴大，從軍事領域在到民用領域，在一定程度上促進了社會的發(fā)展。在新一輪的研發(fā)中除了改變無人機的精度和體積之外，還在續(xù)航和載重負荷上有了突破性的發(fā)展。無人機在測繪工程領域中的應用，給地形圖測量提供了便利的條件?，F(xiàn)階段全球各個領域?qū)o人機的使用比較廣泛，尤其在地理信息的采用上，成為低空遙感的一個重要方向，無人機可以完成低空遙感的模式，迅速獲取各種地理信息。比如，在地形圖測量的過程中利用無人機平臺，搭載了一臺高清的航空數(shù)碼相機對各地區(qū)的地理環(huán)境進行拍攝，運用無人機技術進行有效性的導航，憑借其超高速和激動靈活的特性，在低空1000m進行作業(yè)，根據(jù)以往的調(diào)查顯示，無人機技術已經(jīng)被應用到各個領域。比如在應急救災的時候，可以處理突發(fā)性的事件，具有監(jiān)測效率高和信息處理速度快的特點[1]。

1 提高地形圖測量的效率

在地形圖測量中無人機相比傳統(tǒng)的航拍飛機而言，具有體型小，升空時間短的特點，在運行的過程中不需要專門的跑道就可以完成測繪，無人機的機動性和靈活性較好，隨著社會時代的發(fā)展科學技術的進步，無人機遙感技術的運營成本越來越低，在操作上比較簡單，通常情況下，在工程測繪中會事先制定飛行的路線，而無人機只需要設定好路線就可以自動飛行，其穩(wěn)定性較好，不僅可以進行高強度的航拍工作，還可以提高航拍的準確性和精準性。采用此種方式獲得的航測數(shù)據(jù)和姿態(tài)信息，是未經(jīng)算法和各種濾波得到的完整真實數(shù)據(jù)，能快速夠獲取低空0.05m～0.5m高分辨率影像，對后期數(shù)據(jù)處理提供了充分的保障，后期團隊專業(yè)的空間數(shù)據(jù)處理經(jīng)驗和高質(zhì)量專業(yè)拼圖軟件，在此基礎上完成1：500地形圖測量。在飛行用油上，無人機相比傳統(tǒng)的航拍飛機飛行時間更長，可以一次性的完成多個航點的地形測繪，同時還可以完成航拍工作。無人機與計算機技術的結合能夠為測繪工程提供有力的數(shù)據(jù)，在地面測繪時可以實時的將采集的數(shù)據(jù)傳輸?shù)降孛?，這樣技術人員就可以及時的處理數(shù)據(jù)。傳統(tǒng)的航拍飛機只有在降落時才能將采集的數(shù)據(jù)交給技術人員，可見，無人機在處理信息速度上有較大的優(yōu)勢。既能提高數(shù)據(jù)處理的效率，還能提升信息處理的速度[2]。

無人機的控制系統(tǒng)在造價上要比普通的航拍飛機低于4倍不止，只需要技術人員在地面進行操作即可。在操作技術上需要工作員有較強的專業(yè)素質(zhì)，在獲取執(zhí)照上比較簡單，可以有效縮短駕駛員的上崗時間。通常在無人機制造上會采用輕質(zhì)量的碳纖維復合材料，在后期維修和保養(yǎng)上比較便捷。無人機遙感技術是一種新型的技術，所搭載的影像處理設備性能較好，對硬件設備的要求較低，在數(shù)據(jù)處理上比普通航拍飛機要少很多。從監(jiān)測效率上來看，測繪工程的環(huán)境較差，在處理突發(fā)事件的過程中可以提升監(jiān)測質(zhì)量和水平。

2 增強地形圖測量的可控性

無人機遙感系統(tǒng)能夠充分發(fā)揮自身價值推動各個行業(yè)的發(fā)展。該技術的使用性較高，在測繪工作中可以解決很多技術和環(huán)境的問題，獨特的主干系統(tǒng)在數(shù)字化城市的建設中顯得尤為重要，具有不可替代的作用。當在一些特殊的環(huán)境下作業(yè)時，經(jīng)常會受當?shù)丨h(huán)境的阻礙無法完成航空拍攝，比如，受到高山的阻礙，無法實現(xiàn)正常的起降，這時可以應用無人機獨特的航拍效果，無論在任何地形都可以輕松的完成航空拍攝工作，不僅可以提升測繪的效果，還可以精確的收集高空影像，是一種有效的監(jiān)測技術。無人機技術中的動態(tài)監(jiān)測功能，可以幫助測繪工程掌握國土資源數(shù)量和質(zhì)量以及分布情況，開發(fā)商可以根據(jù)各地的變化趨勢進行合理的開發(fā)和應用，在一定程度上可以增強測繪工程的可控性。

在測繪工程中會按照一般的規(guī)定對礦產(chǎn)資源進行劃分，地形圖測量資源屬于不可再生的物質(zhì)，在開采的過程中如果不對周圍的生態(tài)環(huán)境采取保護措施，就會出現(xiàn)資源浪費，被胡亂開采的情況。現(xiàn)階段我國對于地形圖測量資源開采方面已經(jīng)采取了一定的保護措施，制定了相關的監(jiān)管制度約束地形圖測量資源胡亂開采的現(xiàn)象。無人機遙感技術的應用可以增強測繪工程的可控性，對地形圖測量資源進行有效的保護。讓地形圖測量開采更合理更高效。在測繪工程中經(jīng)常會采用低空測繪系統(tǒng)，如下所示；

圖1 無人機低空測繪系統(tǒng)

圖1是無人機低空測繪系統(tǒng)，傳統(tǒng)的航拍飛機在低空作業(yè)時是無法搭載精度較高的傳感器，獲取一些高精度的影像。這樣的測繪技術水平在一定程度上增加了測繪工程的難度，同時也無法達到測繪圖的繪制要求。進而，為了滿足繪制的需求，在研發(fā)的過程中找到一種適合無人機搭載的傳感器。在進行作業(yè)時需要按照預先設定的航電和重迭度進行測繪。此外，在起降和抗風性能上也有新的提高，在測繪工程的自然環(huán)境比較惡劣的山區(qū)環(huán)境時，對無人機的起降性能要求較高，如果山區(qū)環(huán)境無法滿足起降的條件，就會造成無人機損壞，甚至無法找到能夠支撐大型無人機起飛的場地和條件。進而在進行測繪時會采用小型的無人機避免測繪時的不利因素。小型無人機的飛行高度較低，會受風力的影響，在測繪的準確性和精準度上會存在誤差，為了提高無人機的抗風性，會增加無人機的重量。這樣在數(shù)據(jù)測繪上就需要工作人員采用補點的方式進行測繪控制，確保數(shù)據(jù)測繪的準確性。

3 擴大地形圖測量的范圍

測繪的地理環(huán)境比較復雜，采用常規(guī)的方法是無法獲取周圍的基本信息，為了克服這一困難，獲取精準的地理環(huán)境信息。利用無人機將采集的信息進行篩選，方便后續(xù)的處理和調(diào)查。在設計時，需要多參考測繪地點的現(xiàn)狀，對實地進行考察，利用測繪技術詳細的了解周圍的生態(tài)環(huán)境。無人機遙感技術能夠擴大測繪工程的范圍，掌握周圍地形的狀態(tài)，幫助技術人員測繪真實有效的圖紙。在復雜的地理環(huán)境中，可以獲取地物影像，采集信息，應用科學的處理方式提高測繪工程的效率，獲取更多有價值的數(shù)據(jù)信息，為項目開展提供有效的參考依據(jù)。

無人機在技術工程測量中的應用是需要滿足了《低空數(shù)字航空攝影測量內(nèi)業(yè)規(guī)范》CH/Z3003-2010 1：500、1：1000、1：2000大比例尺成圖精度要求。在測繪的過程中需要根據(jù)測量主體，轉(zhuǎn)換采集方式擴大測繪工程的范圍。主要分為兩種，一種是手動采集，另一種是自動加密部分，當采用手動采集時需要應用計算機的運程控制技術，讓工作人員根據(jù)實際的需求操控無人機，選擇所需的信息數(shù)據(jù)。自動加密是指在將手機的數(shù)據(jù)自動存儲到機器中，保證數(shù)據(jù)的安全性。對測繪工程而言，監(jiān)測效率是非常重要的，比如，在發(fā)生緊急事件時，為了降低事件所造成的影響，就會采用無人機獲取超高分辨率數(shù)字影像和高精度定位數(shù)據(jù)，生成三維正射影像圖和三維景觀模型等二維、三維可視化數(shù)據(jù)，幫助技術人員完成測量，改善處理效果。

4 結語

在測繪工程中無人機技術起著較大的支撐作用，需要技術人員加以重視，使測繪工程得到有效的保障。無人機技術在中國不斷建設和發(fā)展的過程中展現(xiàn)了獨特的優(yōu)勢和特性，相關部門應該大力發(fā)展無人機技術。無人機在獲取信息數(shù)據(jù)方面具有實時性，信息處理速度快的特點，所帶來的經(jīng)濟效益是非常可觀的。在研發(fā)的過程中需要事先做好市場調(diào)研，了解各行各業(yè)的需求，發(fā)揮其獨特的優(yōu)勢和特性。希望本次的研究能夠為測繪工程中無人機的運用提供有利的依據(jù)。