淺談無人機遙感測繪技術(shù)的應(yīng)用

陶楊

（安徽城市管理職業(yè)學(xué)院，安徽 合肥230000）

1 背景概述

無人機技術(shù)即無人機遙感技術(shù), 是通過利用無線裝置來控制無人機,實現(xiàn)快速的獲取信息的先進技術(shù)。無人機遙感技術(shù)具有自動化,信息化,智能化,數(shù)據(jù)化等優(yōu)勢,在各個行業(yè)應(yīng)用中顯示其突出特點。傳統(tǒng)的地面測繪信息的采集主要是依靠人工,衛(wèi)星或載人飛機來獲取, 但采集信息的外在環(huán)境影響大、成本費用高、信息處理和更新速度慢等限制了在測繪工程的應(yīng)用。無人機技術(shù)主要的配套設(shè)施包括： 無人機平臺、GPS 定位處理系統(tǒng)、高分辨率的數(shù)碼傳感器以及數(shù)據(jù)分析平臺, 是將計算機技術(shù)、GPS 導(dǎo)航、和信息通訊技術(shù)及數(shù)據(jù)處理技術(shù)相融合的高新技術(shù)。相比之下,無人機遙感測繪技術(shù)成本低、操作簡便、成像顯示清晰、采集周期短等優(yōu)點[1],這些優(yōu)點彌補了傳統(tǒng)的測繪手段的不足和缺陷。目前, 無人機遙感測繪技術(shù)研究取得了重大進展,本文通過對無人機遙感技術(shù)分析, 加強大家對此無人機測繪技術(shù)的認知, 為后續(xù)測繪技術(shù)的發(fā)展做出了展望及該技術(shù)的應(yīng)用瓶頸進行具體的分析。

2 無人機測繪技術(shù)的優(yōu)勢

2.1 快速高效的監(jiān)測過程

鑒于無人機技術(shù)無需實際的駕駛員操作,極大的降低了機體的重量,使無人機飛行操作更簡便。無人機較小的體積體現(xiàn)出操作的靈活性強及使用時的場地要求低。隨著無人機技術(shù)的革新及配件的日益完善,受到環(huán)境因素的影響會逐漸降低,使用的智能化會逐漸體現(xiàn),技術(shù)人員運行的專業(yè)技術(shù)要求會逐漸降低。運營成本低。隨著遙感技術(shù)的融入,無人機技術(shù)應(yīng)用范圍越來越廣,市場需求越來越大,獲得巨大的發(fā)展動力。利用無人機測繪往往能夠快速到達監(jiān)測區(qū)域, 其自身的設(shè)計參數(shù)能夠作出快速的判斷及實際現(xiàn)場監(jiān)測作出分析。正常無人機監(jiān)測的設(shè)計范圍為300-350 平方公里, 超過該面積的需重新設(shè)計參數(shù),較大的監(jiān)測面積體現(xiàn)出工作效率的提升[2]。監(jiān)測現(xiàn)場后會得出一系列圖像信息,快速對其分析,得出該區(qū)域的實際情況。比如在出現(xiàn)一些緊急的突發(fā)性事件, 采用無人機測繪技術(shù)可以及時處理突發(fā)事件,縮短必要工作時間,減小不必要的經(jīng)濟損失。在土地調(diào)查、城市規(guī)劃、野外作業(yè)等領(lǐng)域效果明顯,在保證監(jiān)測精度的同時還可保證效率,減少人員時間。

2.2 宏觀的監(jiān)測區(qū)域

無人機遙感測繪進行小范圍監(jiān)測管理和數(shù)據(jù)收集, 實現(xiàn)對狹小的地理空間進行監(jiān)測和數(shù)據(jù)采集,同時,無人機遙感測繪技術(shù)主要運用光譜分析技術(shù)和計算機處理軟件, 對監(jiān)測區(qū)域?qū)崿F(xiàn)同時多架、多角度、多次的大范圍的數(shù)據(jù)分析和信息采集,對更大范圍和空間進行監(jiān)測, 在各個階段都會是體現(xiàn)出良好的精準度。此外,無人機遙感技術(shù)還可以通過三維模擬技術(shù),更為真實的模擬宏觀情景為應(yīng)急事件的處理等提供準確、宏觀的技術(shù)信息。在需要進行大范圍監(jiān)測時,可以啟用多臺無人機連續(xù)無死角的測量,建立局部區(qū)域數(shù)據(jù)分析平臺,實現(xiàn)多臺無人機數(shù)據(jù)共享和整合,及時處理無人機傳輸?shù)男畔ⅰ?/p>

2.3 處理信息效率高無人機導(dǎo)出的圖像分辨率更高,與傳統(tǒng)衛(wèi)星導(dǎo)航影像相比,達到0.1-0.5 米范圍[3]。在土木工程測量時,測量的目標有時會出現(xiàn)遮蔽現(xiàn)象, 衛(wèi)星導(dǎo)航或者儀器難以照準觀測目標,或是在地面觀測難以確定對象范圍時,利用無人機測繪技術(shù)進行監(jiān)測,可以提高監(jiān)測區(qū)域的信息獲取速度。無人機遙感技術(shù)與GIS 技術(shù)快速集成,迅速搭建監(jiān)測應(yīng)用系統(tǒng)。從目前監(jiān)測指標來看,無人機測繪都具有符合標準的時間、空間分辨率,測繪局和測繪公司所用的航攝用的無人機能保證精度對測區(qū)進行監(jiān)測、采集測量數(shù)據(jù),并獲取就具體的地物地貌信息,在測量工程中有廣泛的應(yīng)用。

2.4 安全可靠性在安全及可靠性上,雖然無人機遙感技術(shù)在我國使用的時間并不是很長, 但是隨著我國人工智能技術(shù)的不斷創(chuàng)新研究,測量行業(yè)對地質(zhì)測量工作的要求越來越高,無人機遙感測繪技術(shù)的使用也就應(yīng)運而生。無人機遙感測繪在一定程度上比人為的測量結(jié)果更安全和可靠。該技術(shù)的運用可以極大的釋放人力,測量人員只要操作無人機,無需帶著測量設(shè)施親身去現(xiàn)場實際的監(jiān)測,避免環(huán)境產(chǎn)生的安全問題,尤其是惡劣的野外環(huán)境及特殊區(qū)域。因此,無人機技術(shù)的應(yīng)用在很大程度上保證了科研人員和操作人員的安全,在地質(zhì)監(jiān)測方面,展現(xiàn)出巨大的潛力和實用性。

3 無人機遙感技術(shù)的實際應(yīng)用

3.1 復(fù)雜地區(qū)工程測繪中的應(yīng)用

傳統(tǒng)的導(dǎo)航攝影測量對地形環(huán)境要求比較高, 無人機遙感技術(shù)可以應(yīng)用到地形環(huán)境不理想的地區(qū)。在特殊復(fù)雜的地區(qū),比如有云霧天氣或地形起伏劇烈的地區(qū)使用傳統(tǒng)攝影測量效果不理想,運用無人機遙感技術(shù)來進行測繪,無人機航測受地形因素影響較小,能保證測繪精度。無人機遙感技術(shù)采用無人服務(wù)系統(tǒng),推廣和普及測繪這項技術(shù)的科學(xué)技術(shù)化,在特殊復(fù)雜工程監(jiān)測時,可以廣泛運用和信息化管理,提高整體管理水平和監(jiān)測精度。例如在進行礦山的測繪時, 必然會導(dǎo)致礦山周邊環(huán)境的破壞, 但是利用無人機測繪技術(shù)不僅加強了測繪的精度和礦山的保護,而且人員安全得到保障,不涉及危險作業(yè)。

3.2 低空監(jiān)測時無人機遙感技術(shù)的應(yīng)用

通過無人機遙感技術(shù)中的無人飛艇低空航測技術(shù),在海拔較高的山區(qū)中,視線不好或者環(huán)境條件惡劣的情況之下,使用無人機遙感的拍攝技術(shù)獲取高清影像資料。另外,通過無人機遙感技術(shù)展開低空航拍,利用低空數(shù)碼相機以及無人飛艇低空航測,降低測繪誤差。采用專門的數(shù)據(jù)處理軟件,利用軟件的邏輯性和智能化提高無人機自動化的信息處理技術(shù)水平。無人機技術(shù)自動化的使用解決傳統(tǒng)低空航測測定中數(shù)據(jù)處理的瓶頸, 信息處理精確度及可靠性的提升。因此,可以得出無人機的遙感技術(shù)提供更多的技術(shù)支持,而且具體操作更加靈活方便,對于圖像的捕捉更加清晰。

3.3 數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理中的應(yīng)用

在數(shù)據(jù)采集過程中,無人機利用變焦數(shù)碼相機,先標定變焦鏡頭,在分析標定結(jié)果,找出焦距與相機和畸變系統(tǒng)參數(shù)之間的關(guān)系,快速獲得高質(zhì)量的影像資料,便于后期數(shù)據(jù)的分析[4]。傳統(tǒng)的室外測量后會通過人工進行紙質(zhì)記錄和數(shù)據(jù)分析, 會出現(xiàn)圖紙和數(shù)據(jù)的混亂。無人機則會利用計算機技術(shù)記錄保存數(shù)據(jù),進行自動的排序,合理篩選數(shù)據(jù)。通過處理軟件進行繪圖或直接得出相關(guān)系數(shù),直接明了的反應(yīng)測繪數(shù)據(jù)所得出的結(jié)論,并且保存完整,有效的數(shù)據(jù),以供后續(xù)研究。

4 無人機遙感測繪技術(shù)的展望

隨著人工智能時代的到來和科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展,新興的測繪技術(shù)必將取代傳統(tǒng)的測量技術(shù)。無人機技術(shù)在其平衡度及操作控制方面的日益完善,配套拍攝精度的提高,監(jiān)測過程信息處理的快速及自動化, 導(dǎo)致無人機測繪技術(shù)必然會替代傳統(tǒng)的測量技術(shù)。同時,通過理論研究和實踐操作及大量的工程項目,提高了工程測量中無人機遙感技術(shù)使用, 保證了各項工程測繪工作的順利實施。無人機遙感測繪技術(shù)需自我完善的幾個方面包括：傳感器的精度,環(huán)境因素的抗干擾性,信息處理的智能化,無人機自身的結(jié)構(gòu)研發(fā),監(jiān)測范圍的擴大化,配套設(shè)備(攝像,坐標定位等)的精細化。因此,無人機測繪技術(shù)的廣泛運用還有待繼續(xù)研究,克服其自身的問題點才能發(fā)揮其特有的優(yōu)勢。

5 結(jié)論

近幾年來測量行業(yè)對無人機遙感測繪技術(shù)的重視程度和科研人員的不斷開發(fā)創(chuàng)新, 無人機測繪技術(shù)已廣泛應(yīng)用于工程測量工作,有效地提升了整個測量的簡便性和準確性,即將成為一種發(fā)展趨勢。無人機遙感技術(shù)推出,為整個的測繪工程發(fā)展提出了新的方向,在測繪技術(shù)上的創(chuàng)新,為整個的測繪工程不斷發(fā)展提供了良好技術(shù)支持。但是無人機遙感技術(shù)依然存在不少的技術(shù)難題,還需要進行不斷的摸索以及實踐。