測(cè)繪工程測(cè)量中無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)的應(yīng)用

徐 勇，徐小芳，田 劍

（江蘇省工程勘測(cè)研究院有限責(zé)任公司，江蘇 揚(yáng)州 225002）

無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)是以無(wú)人機(jī)為空中平臺(tái)，利用搭載的遙感器獲取圖像信息，并用計(jì)算機(jī)對(duì)圖像信息進(jìn)行處理，最終按照一定精度要求制作成圖的技術(shù)。實(shí)踐中工作人員應(yīng)明確無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，并對(duì)遙感技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)進(jìn)行分析，以此促進(jìn)無(wú)人機(jī)遙感在工程測(cè)量中的實(shí)際應(yīng)用，提高工作效率。

1 無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

測(cè)繪工程對(duì)技術(shù)要求較高，需要先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)保證測(cè)量數(shù)據(jù)的真實(shí)性與準(zhǔn)確性。與傳統(tǒng)測(cè)量方法相比，無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)是航拍與遙控技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，在滿足精度要求下可以明顯地提高工作效率。

基于無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)的應(yīng)用，測(cè)繪圖像更加高清、地理信息獲取更加真實(shí)可靠，真正實(shí)現(xiàn)測(cè)繪工程技術(shù)應(yīng)用的現(xiàn)代化與信息化，為我國(guó)工程經(jīng)濟(jì)建設(shè)提供可靠保障。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，無(wú)人機(jī)測(cè)繪系統(tǒng)也逐步建立并發(fā)展起來(lái)，無(wú)人機(jī)測(cè)繪系統(tǒng)是工程建設(shè)中的重要技術(shù)，對(duì)提高測(cè)繪水平產(chǎn)生了積極有益的影響。得益于無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)的不斷發(fā)展，目前該技術(shù)還被廣泛應(yīng)用在突發(fā)事件調(diào)查取證、礦山資源監(jiān)測(cè)、土地利用監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域。

2 無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)在測(cè)繪工程中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

2.1 檢測(cè)范圍廣

基于無(wú)人機(jī)監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用，可延伸傳統(tǒng)的檢測(cè)范圍，實(shí)現(xiàn)對(duì)區(qū)域目標(biāo)的全覆蓋，進(jìn)而擴(kuò)大了檢測(cè)范圍。無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)不僅可對(duì)近處的物體進(jìn)行測(cè)量，還可對(duì)較遠(yuǎn)目標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并且可以實(shí)現(xiàn)對(duì)較大物體的準(zhǔn)確測(cè)量，測(cè)量效果也得到顯著增強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)預(yù)期的測(cè)繪要求。

2.2 工作效率高

無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)的應(yīng)用使得測(cè)繪效率明顯高于傳統(tǒng)人工方式，能實(shí)現(xiàn)對(duì)突發(fā)事件的實(shí)時(shí)有效處理。以洪水自然災(zāi)害為例，無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)的應(yīng)用，可及時(shí)將受災(zāi)情況反饋給后臺(tái)工作人員，在此基礎(chǔ)上，工作人員根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)反饋的數(shù)據(jù)進(jìn)行解決方案的制定，提升突發(fā)事件的處理能力。因此，無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)繪中具有廣泛的應(yīng)用基礎(chǔ)。

2.3 使用成本低

通過信息化技術(shù)的應(yīng)用，無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)可直接將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳送到后臺(tái)的決策部門，由此加快了數(shù)據(jù)信息的處理效率。人機(jī)航拍技術(shù)的應(yīng)用成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于普通航拍機(jī)器，并且無(wú)人機(jī)本身大部分由碳纖維復(fù)合材料制成，具有較好的輕度，且維修成本低廉。此外，由無(wú)人機(jī)航拍的影像資料，在后期處理上較為便利，可降低應(yīng)用技術(shù)成本投入，保證測(cè)繪工作開展的穩(wěn)定性。

3 測(cè)繪工程測(cè)量中無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用

3.1 數(shù)據(jù)資料的獲取與處理

利用無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集時(shí)，技術(shù)人員需要根據(jù)目標(biāo)對(duì)象選擇自動(dòng)加密技術(shù)和手動(dòng)采集兩種方式。針對(duì)無(wú)人機(jī)遙感系統(tǒng)的自動(dòng)加密技術(shù)，需要利用傳感器和航拍技術(shù)將獲取的信息進(jìn)行暫存，以數(shù)據(jù)加密的形式保證信息的安全性與可靠性，以此為相關(guān)測(cè)繪工作提供參考。在此過程中，倘若工作人員需要獲取內(nèi)部信息，則需要獲取訪問權(quán)限，進(jìn)而防止數(shù)據(jù)資料被竊取。手動(dòng)數(shù)據(jù)加密方法則主要利用計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，以站內(nèi)數(shù)據(jù)采集的目標(biāo)為基準(zhǔn)，有計(jì)劃、有目的地操控?zé)o人機(jī)進(jìn)行選擇性拍攝，以此增加信息數(shù)據(jù)獲取的準(zhǔn)確性。

利用無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)資料進(jìn)行處理時(shí)，可有效提升數(shù)據(jù)處理的質(zhì)量與效率，為測(cè)繪工作提供可靠的技術(shù)保障。例如，在大型礦山測(cè)繪工作中，傳統(tǒng)數(shù)據(jù)資料采集和數(shù)據(jù)處理缺乏完整性，相關(guān)處理結(jié)果不明顯，嚴(yán)重阻礙了工程項(xiàng)目測(cè)繪工作的高質(zhì)量發(fā)展。而無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)的應(yīng)用，可為礦產(chǎn)資源的綜合整治提供有利指導(dǎo)，從而促使礦山資源治理工作健康有序地開展。值得注意的是，在利用無(wú)人機(jī)技術(shù)進(jìn)行測(cè)繪時(shí)，需要選擇合適的飛行平臺(tái)，具體工作中需要結(jié)合待監(jiān)測(cè)地區(qū)的地形條件和地貌特征而定。與傳統(tǒng)的航拍技術(shù)比較，無(wú)人機(jī)飛行偏角大、像幅小，因此在影像資料的獲取過程中，可利用空中三角技術(shù)對(duì)拍攝內(nèi)容進(jìn)行糾正和修復(fù)，進(jìn)而避免航拍中出現(xiàn)地理位置遺漏。

數(shù)據(jù)信息資料的獲取是工程測(cè)繪工作的基礎(chǔ)和前提，因此需要保證數(shù)據(jù)資料的真實(shí)性和準(zhǔn)確性，為工程測(cè)繪測(cè)量創(chuàng)造有利條件。同時(shí)，在具體的測(cè)繪工作中，無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)的應(yīng)用使得工程測(cè)量工作開展更加順利，改進(jìn)了傳統(tǒng)測(cè)繪的部分方法，為我國(guó)工程測(cè)繪提供了一定的技術(shù)支持。工作實(shí)踐中，相關(guān)人員應(yīng)給予無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)以充分重視，加強(qiáng)無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用，為工程項(xiàng)目的施工與建設(shè)奠定良好的物質(zhì)基礎(chǔ)。此外，在數(shù)據(jù)資料的獲取與處理中，無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)有效提升了工作效率，從而促進(jìn)了工程測(cè)繪工作的高質(zhì)量發(fā)展。

3.2 極端環(huán)境和特殊事件處理

工程項(xiàng)目施工測(cè)量中，由于現(xiàn)場(chǎng)施工條件較為復(fù)雜，普通的測(cè)量方式難以實(shí)現(xiàn)預(yù)期測(cè)量任務(wù)，因此需要無(wú)人機(jī)測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用。無(wú)人機(jī)的應(yīng)用不僅能夠?qū)崿F(xiàn)相關(guān)目標(biāo)的低空拍攝，并且工作人員根據(jù)實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)分析和統(tǒng)計(jì)結(jié)果，能夠進(jìn)行系統(tǒng)性解決方案的及時(shí)制定。無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)的應(yīng)用中，經(jīng)常遇見極端的天氣變化和環(huán)境。并且無(wú)人機(jī)在飛行拍攝中，受到自身體積因素的限制，搭載的高清攝像機(jī)有時(shí)并無(wú)規(guī)律可循，使得無(wú)人機(jī)在實(shí)際拍攝過程中會(huì)出現(xiàn)圖像重影的問題。無(wú)人機(jī)在現(xiàn)場(chǎng)操作時(shí)也會(huì)出現(xiàn)忽快忽慢，影響拍攝工作的準(zhǔn)確性，不利于測(cè)繪工作的穩(wěn)定開展。針對(duì)上述問題，技術(shù)人員應(yīng)對(duì)無(wú)人機(jī)搭載的相機(jī)進(jìn)行周期性維護(hù)或更換，以確保無(wú)人機(jī)航拍中的相機(jī)無(wú)損應(yīng)用。同時(shí)，加強(qiáng)先進(jìn)拍攝技術(shù)的應(yīng)用，并對(duì)無(wú)人機(jī)遙感控制平臺(tái)進(jìn)行系統(tǒng)升級(jí)，從而提升無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)的應(yīng)用效果。

實(shí)際工作中，無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)也被應(yīng)用在處理突發(fā)安全事件中，例如地震、洪水等自然災(zāi)害。此類突發(fā)事件的現(xiàn)場(chǎng)，利用常規(guī)儀器和方法測(cè)量會(huì)造成時(shí)間上的延誤，并且存在很大的安全隱患，在分秒必爭(zhēng)的情形下局限性尤為明顯?；跓o(wú)人機(jī)遙感技術(shù)的應(yīng)用，工作人員可及時(shí)獲取特殊事件發(fā)生的區(qū)域環(huán)境特征，進(jìn)而采取有針對(duì)性的解決方案，實(shí)現(xiàn)對(duì)特殊事件的科學(xué)有序處理。如當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時(shí)，可第一時(shí)間采用無(wú)人機(jī)對(duì)檢測(cè)區(qū)域的地理環(huán)境進(jìn)行探測(cè)，為救援工作的開展奠定良好條件。

測(cè)繪工作中，需要嚴(yán)格按照相關(guān)的技術(shù)流程實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息獲取的真實(shí)性與可靠性，為工作人員提供可靠的借鑒與參考。在極端環(huán)境的測(cè)繪工作中，無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)輔以常規(guī)測(cè)量方法將極大提高測(cè)繪工作開展的質(zhì)量水平，促使工作效率得到顯著提升。無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)作為全新的圖像獲取技術(shù)，在測(cè)繪工作中的實(shí)踐應(yīng)用將有效改善以往工程測(cè)繪效率水平低、工作跨度時(shí)間長(zhǎng)的缺點(diǎn)，為我國(guó)工程項(xiàng)目建設(shè)提供了有效的技術(shù)保障。

3.3 應(yīng)用在低空作業(yè)和特殊目標(biāo)

無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)可應(yīng)用在低空作業(yè)中，在光線和自然條件不利的條件下，可保證圖像資料獲取的清晰度。而且，無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)的應(yīng)用方式簡(jiǎn)單，因此在低空作業(yè)中得到較好應(yīng)用。實(shí)踐中，無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)經(jīng)常被應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測(cè)、防火救援和城市援助等多方面，對(duì)提高人們的生活質(zhì)量產(chǎn)生積極的促進(jìn)作用。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)的應(yīng)用更加廣泛。低空作業(yè)中，對(duì)技術(shù)應(yīng)用的安全性要求較高，需要管理人員利用先進(jìn)的無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)提高作業(yè)工作效率。同時(shí)，無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)的應(yīng)用極大提高了測(cè)繪工作的自動(dòng)化水平，可以大幅提升工作效率。無(wú)人機(jī)在低空作業(yè)中，會(huì)帶給人們極大的生活便利，尤其是在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用，使得人們生活的質(zhì)量越來(lái)越好。無(wú)人機(jī)搭載的數(shù)碼相機(jī)一般情況下是新型的高精準(zhǔn)度設(shè)備，可通過多個(gè)角度成像，包括垂直角度、水平角度和傾斜角度等。實(shí)際應(yīng)用中，由于成像角度較多可有效避免建筑物和高山的遮擋，使得實(shí)際測(cè)量的數(shù)據(jù)更加精準(zhǔn)，而傳統(tǒng)的航拍技術(shù)則很難發(fā)揮如無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。

無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)在低空作業(yè)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，這其中先進(jìn)的控制系統(tǒng)具有重要作用。例如無(wú)人飛艇低空航測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用，系統(tǒng)通過自主創(chuàng)新、自校驗(yàn)和自穩(wěn)定功能的組合應(yīng)用，合理設(shè)計(jì)了成像物體的重疊關(guān)系，糾正了機(jī)器的運(yùn)行誤差。同時(shí)，可通過調(diào)節(jié)補(bǔ)償相機(jī)的姿態(tài)、拍攝角度，提高了拍攝技術(shù)的精準(zhǔn)度，使得無(wú)人機(jī)遙感成像更加的精準(zhǔn)且合理，進(jìn)而有效提升影像處理技術(shù)的清晰度和分辨率。

此外，基于無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)的應(yīng)用，相關(guān)人員可實(shí)現(xiàn)對(duì)特殊目標(biāo)信息與數(shù)據(jù)資源的獲取。例如，在繪制大比例地形圖時(shí)，需要對(duì)區(qū)域內(nèi)特殊地理的信息資源獲取，如廟宇位置的確定。傳統(tǒng)的航拍技術(shù)只能描述廟宇的輪廓和外貌，而無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)的應(yīng)用使得影像資料的精準(zhǔn)度更高，進(jìn)而節(jié)約大量的物力和財(cái)力，促進(jìn)了無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)應(yīng)用的科學(xué)性與合理性。

針對(duì)部分工程項(xiàng)目、文物建筑等進(jìn)行測(cè)繪工作時(shí)，信息數(shù)據(jù)的獲取存在一定的技術(shù)難度，可將這一部分的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)處理，促使信息獲取與應(yīng)用的便利性與可靠性。工程項(xiàng)目實(shí)際測(cè)繪工作中，需要對(duì)特定目標(biāo)的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行收集與整理，在此過程中，通過無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)的應(yīng)用可顯著提升數(shù)據(jù)信息獲取的精準(zhǔn)度，促進(jìn)特殊項(xiàng)目測(cè)繪工作的科學(xué)有序開展。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)在測(cè)繪工程領(lǐng)域具有檢測(cè)范圍廣、工作效率高、使用成本低的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，并且在數(shù)據(jù)資料收集與獲取、極端環(huán)境和特殊事件處理、低空作業(yè)和特殊目標(biāo)監(jiān)測(cè)中得到實(shí)踐應(yīng)用。無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)在確保測(cè)量成果準(zhǔn)確性的基礎(chǔ)之上，能使測(cè)量效率獲得比較明顯的提升，在測(cè)繪技術(shù)不斷發(fā)展壯大的過程中將會(huì)發(fā)揮越來(lái)越大的作用。