無(wú)人機(jī)在測(cè)繪工程中的應(yīng)用

謝長(zhǎng)羽

摘? ? 要：近幾年無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)日益成熟，給各行業(yè)的發(fā)展帶來(lái)新的契機(jī)。尤其是建筑行業(yè)，利用無(wú)人機(jī)技術(shù)進(jìn)行工程測(cè)繪，能夠有效解決傳統(tǒng)測(cè)繪方式存在的弊端，提升測(cè)繪工作的質(zhì)量。本文對(duì)無(wú)人機(jī)在測(cè)繪工程中的應(yīng)用進(jìn)行分析，以供參考。

關(guān)鍵詞：無(wú)人機(jī);測(cè)繪工程;應(yīng)用

1? 引言

現(xiàn)如今經(jīng)濟(jì)社會(huì)高速發(fā)展，人們的生活水平也在日漸提升，城鎮(zhèn)化腳步發(fā)展腳步不斷加快，在此背景下工程建設(shè)項(xiàng)目數(shù)量日漸增多，規(guī)模也在不斷擴(kuò)大，工程建設(shè)質(zhì)量成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)問(wèn)題。而工程建設(shè)質(zhì)量與工程測(cè)繪工作密切相關(guān)，為了更好地保證工程建設(shè)質(zhì)量，必須要充分重視工程測(cè)繪工作。

2? 無(wú)人機(jī)測(cè)繪系統(tǒng)組成

無(wú)人機(jī)測(cè)繪系統(tǒng)由硬件和軟件組成，硬件包括無(wú)人機(jī)飛行器、無(wú)人機(jī)動(dòng)力供給系統(tǒng)、電力能源調(diào)節(jié)裝置、無(wú)人機(jī)槳翼及高清攝像機(jī)等，軟件由無(wú)人機(jī)控制系統(tǒng)、飛行器操作、軟件系統(tǒng)、遙感系統(tǒng)、無(wú)線電遙控系統(tǒng)、圖像處理軟件等幾部分組成。無(wú)人機(jī)的材質(zhì)大多采用合金鋼、碳纖維、玻璃鋼等材料制成，在機(jī)身上安裝電池單元、任務(wù)輸入單元、降落傘艙，并在機(jī)身上配備高清攝像機(jī)。根據(jù)無(wú)人機(jī)槳翼的形式，無(wú)人機(jī)主要分為固定翼和四旋翼無(wú)人機(jī)。

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

3.1? 信息處理迅速

技術(shù)人員利用無(wú)人機(jī)對(duì)目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行測(cè)繪時(shí)，可以敏銳的捕捉各類目標(biāo)對(duì)象，提高測(cè)繪結(jié)果全面性。在以往的測(cè)繪工作中，時(shí)常出現(xiàn)范圍領(lǐng)域不明確等問(wèn)題，難以保障測(cè)繪工作的精準(zhǔn)程度。而無(wú)人機(jī)配備了高分辨率的攝像設(shè)備，能夠?qū)δ繕?biāo)區(qū)域進(jìn)行更加全面精準(zhǔn)的信息采集，為測(cè)繪人員提供完善的技術(shù)支持。

3.2? 具有較高的開(kāi)放性

在開(kāi)展實(shí)際的工程測(cè)繪工作時(shí)，采用單一的遙感技術(shù)無(wú)法保證測(cè)繪工作的實(shí)施效果。技術(shù)人員需要將無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)與常規(guī)的遙感技術(shù)進(jìn)行緊密結(jié)合，利用無(wú)人機(jī)技術(shù)的可拓展性來(lái)提高應(yīng)用效果，真正做到優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，解決單一遙感技術(shù)存在的弊端，滿足實(shí)際的工程測(cè)繪需要。

3.3? 提高效率

在應(yīng)用無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)過(guò)程當(dāng)中，配合應(yīng)用有關(guān)軟件，可以快速及時(shí)的處理相關(guān)數(shù)據(jù)，進(jìn)而保證工作效率，獲取更加準(zhǔn)確的測(cè)繪數(shù)據(jù)，無(wú)人機(jī)遙感測(cè)繪過(guò)程當(dāng)中，受到的外界影響因素較小，惡劣的天氣條件下，也能開(kāi)展相應(yīng)的測(cè)繪工作，大大提高了測(cè)繪工作進(jìn)度，相比過(guò)去傳統(tǒng)的無(wú)人機(jī)，現(xiàn)代無(wú)人機(jī)有著更長(zhǎng)的續(xù)航能力，極大地保障了工作效率。

4? 無(wú)人機(jī)測(cè)繪技術(shù)的功能

對(duì)于無(wú)人機(jī)測(cè)繪技術(shù)來(lái)講，該技術(shù)的基礎(chǔ)是空中航測(cè)技術(shù)，航測(cè)技術(shù)在進(jìn)行空中測(cè)繪的過(guò)程當(dāng)中，對(duì)于測(cè)量結(jié)果有著較大的影響，只有保證測(cè)量結(jié)果的精確度才能夠?yàn)楹罄m(xù)的地形圖的繪制提供精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)支持。而對(duì)于無(wú)人機(jī)航測(cè)系統(tǒng)來(lái)講，該系統(tǒng)主要包括三大結(jié)構(gòu)，分別是數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、空中控制系統(tǒng)以及地面控制系統(tǒng)。在這三個(gè)控制系統(tǒng)當(dāng)中，空中控制系統(tǒng)能夠控制無(wú)人機(jī)飛行的高度和飛行的航線，對(duì)于無(wú)人機(jī)后續(xù)的工作開(kāi)展，有著非常重要的影響。對(duì)于空中系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程當(dāng)中會(huì)涉及到各種傳感系統(tǒng)的應(yīng)用，通過(guò)傳感系統(tǒng)能夠使通信信號(hào)便捷高效的進(jìn)行傳輸，提高工作效率。對(duì)于無(wú)人機(jī)來(lái)講，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)會(huì)對(duì)無(wú)人機(jī)所測(cè)量到的各種數(shù)據(jù)信息進(jìn)行收集存儲(chǔ)，以后再將所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)當(dāng)中，利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析和整理，從而完成后續(xù)的測(cè)繪工作。

5? 無(wú)人機(jī)技術(shù)在地形圖測(cè)繪工作中的應(yīng)用

5.1? 數(shù)據(jù)采集

數(shù)據(jù)收集是工程測(cè)繪的重中之重，對(duì)于工程決策工作影響極大，而在測(cè)繪工程開(kāi)展過(guò)程當(dāng)中，利用無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)開(kāi)展測(cè)繪工作，可以更加精準(zhǔn)的收集相關(guān)數(shù)據(jù)。根據(jù)預(yù)定航線無(wú)人機(jī)開(kāi)展飛行，技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)對(duì)無(wú)人機(jī)飛行的安全與測(cè)繪區(qū)域引起足夠重視。在開(kāi)展無(wú)人機(jī)測(cè)繪工作當(dāng)中，通過(guò)定位系統(tǒng)能夠精準(zhǔn)地進(jìn)行定位，并對(duì)相應(yīng)的坐標(biāo)系統(tǒng)準(zhǔn)確獲取，高效的開(kāi)展測(cè)繪工作。在對(duì)測(cè)繪資料獲取之后，在開(kāi)展二次檢測(cè)工作，確保數(shù)據(jù)檢查質(zhì)量，保證數(shù)據(jù)完善性，更要保證其準(zhǔn)確度，使無(wú)人機(jī)能夠更加全面精準(zhǔn)的獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，提高測(cè)繪工作的效率與質(zhì)量。

5.2? 低空作業(yè)

在開(kāi)展工程測(cè)繪過(guò)程當(dāng)中，時(shí)常會(huì)遇到一些環(huán)境不良的條件，如在高山區(qū)域和低空區(qū)域開(kāi)展測(cè)繪工作，這些都離不開(kāi)無(wú)人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)，無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)飛行過(guò)程當(dāng)中，不僅飛行速度比較快速，而且靈活度非常高，能夠較強(qiáng)的適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境，確保自身安全飛行，效率高質(zhì)量的完成測(cè)繪工作，在應(yīng)用無(wú)人機(jī)技術(shù)開(kāi)展測(cè)繪工作過(guò)程當(dāng)中，工作人員還應(yīng)當(dāng)對(duì)無(wú)人機(jī)低空遙感測(cè)繪技術(shù)不斷的調(diào)整與完善，增強(qiáng)其反應(yīng)能力，提高工作效率與作業(yè)水平。

5.3? 測(cè)繪數(shù)據(jù)處理

無(wú)人機(jī)測(cè)量的數(shù)據(jù)傳輸回計(jì)算機(jī)，建立測(cè)量區(qū)域控制網(wǎng)，通過(guò)正射影像實(shí)現(xiàn)矢量化，校核系統(tǒng)坐標(biāo)點(diǎn)數(shù)據(jù)，確保無(wú)人機(jī)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的可靠性。該項(xiàng)目中礦山樹木較為茂盛，無(wú)人機(jī)測(cè)繪的點(diǎn)云數(shù)據(jù)為高層數(shù)據(jù)，所以需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波，將影像測(cè)量數(shù)據(jù)的點(diǎn)云去除。采用LidarModel模塊對(duì)測(cè)繪數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波，得到測(cè)繪區(qū)點(diǎn)云數(shù)據(jù)的離地高度，將點(diǎn)云數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為網(wǎng)格數(shù)據(jù)，構(gòu)造離地高度的網(wǎng)格數(shù)據(jù)，應(yīng)用Raster軟件得到測(cè)繪區(qū)的地面模型。根據(jù)正射影像數(shù)據(jù)增加測(cè)繪區(qū)的特征地形數(shù)據(jù)，加載時(shí)輸入測(cè)繪現(xiàn)場(chǎng)的樹木高度，并注意測(cè)繪區(qū)內(nèi)的懸崖陡壁、溝渠、坡坎等，最終獲得礦山測(cè)繪的地形高程點(diǎn)。

5.4? 應(yīng)用的結(jié)果

在實(shí)際的測(cè)繪過(guò)程當(dāng)中，相關(guān)人員利用控制系統(tǒng)控制無(wú)人機(jī)，借助預(yù)覽子系統(tǒng)能夠收集相關(guān)的數(shù)據(jù)，提前的進(jìn)行數(shù)據(jù)整合，將整合后的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)當(dāng)中，能夠有效地提高測(cè)繪數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。在實(shí)際的測(cè)量過(guò)程當(dāng)中，還需要借助不同的測(cè)量軟件來(lái)進(jìn)行測(cè)量。比如說(shuō)，在實(shí)際的測(cè)量過(guò)程當(dāng)中需要利用POS或GPS技術(shù)，這兩項(xiàng)技術(shù)能夠隨時(shí)隨地的將無(wú)人機(jī)所獲得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，同時(shí)利用所獲得到的數(shù)據(jù)建模型，并且將數(shù)據(jù)之間的關(guān)系進(jìn)行準(zhǔn)確的分析，進(jìn)行自動(dòng)定向處理，這樣能夠?yàn)楹罄m(xù)的工作奠定良好的基礎(chǔ)。對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理之后，可以通過(guò)無(wú)人機(jī)技術(shù)的定向標(biāo)況對(duì)所獲得的影像進(jìn)行識(shí)別和修正，就能夠得到更加準(zhǔn)確的拍攝影像。在實(shí)際的地形圖測(cè)量過(guò)程當(dāng)中，通過(guò)無(wú)人機(jī)技術(shù)能夠自動(dòng)的提取定向點(diǎn)對(duì)已經(jīng)測(cè)量完成的地形圖進(jìn)行校定，也能夠?qū)σ呀?jīng)測(cè)量完的地形圖進(jìn)行自動(dòng)的檢查。在校定和檢查的過(guò)程當(dāng)中，如果發(fā)現(xiàn)定向點(diǎn)的分布存在偏差，或者是定向點(diǎn)的數(shù)量出現(xiàn)了問(wèn)題，需要及時(shí)的進(jìn)行重新測(cè)定，這樣才能夠保證最終的地形圖繪制的準(zhǔn)確性。最后通過(guò)平差點(diǎn)對(duì)整體的地形圖進(jìn)行計(jì)算，也能夠進(jìn)一步的確定地形圖繪制精度。

6? 完善無(wú)人機(jī)技術(shù)的有效途徑

根據(jù)無(wú)人機(jī)的測(cè)繪實(shí)踐報(bào)告來(lái)看，一些傳統(tǒng)的無(wú)人機(jī)技術(shù)比較落后，搭載的傳感器精度有待于提升，直接影響到測(cè)繪工程的實(shí)際效果。如果傳感器精度較低，那么所拍攝到的圖像就失去利用價(jià)值，滿足不了測(cè)繪的需求。因，此相關(guān)研究機(jī)構(gòu)需要完善無(wú)人機(jī)技術(shù)的傳感器設(shè)置，要提高各類硬件設(shè)備的信息采集精度，并且要考慮測(cè)繪工作的實(shí)際情況，科學(xué)設(shè)置無(wú)人機(jī)的操作功能，適當(dāng)延長(zhǎng)設(shè)備的續(xù)航能力，為測(cè)繪工作者提供更加完善的技術(shù)支持。

7? 結(jié)束語(yǔ)

在當(dāng)前的時(shí)代背景下，測(cè)繪工作者需要充分發(fā)揮無(wú)人機(jī)技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，要根據(jù)測(cè)繪工程的實(shí)際需求，選擇合適的無(wú)人機(jī)設(shè)備，搭載高分辨率的攝像裝置，對(duì)目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行全方位的精準(zhǔn)測(cè)量。同時(shí)，要根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，升級(jí)優(yōu)化無(wú)人機(jī)的功能設(shè)置，提升設(shè)備的性能，適應(yīng)各種環(huán)境下的測(cè)繪任務(wù)，保證工作的安全性和高效性。

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