無人機(jī)技術(shù)在測(cè)繪工程測(cè)量中的應(yīng)用

馬慶偉

摘要：無人機(jī)技術(shù)是隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展而誕生的具有多學(xué)科綜合性的測(cè)繪技術(shù)，能結(jié)合GPS定位技術(shù)、通訊技術(shù)、無人駕駛飛行技術(shù)、遙感技術(shù)等多種先進(jìn)技術(shù)，準(zhǔn)確、快速、大范圍的獲取到相關(guān)數(shù)據(jù)信息，已經(jīng)在測(cè)繪工程測(cè)量中得到了廣泛性的應(yīng)用。本文對(duì)于無人機(jī)技術(shù)在測(cè)繪工程測(cè)量中的應(yīng)用分析將集中在無人機(jī)技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)和具體應(yīng)用兩個(gè)方面進(jìn)行詳細(xì)討論，期望能夠提高無人機(jī)技術(shù)在測(cè)繪工程測(cè)量中的應(yīng)用效果，促進(jìn)測(cè)繪工程發(fā)展。

Abstract： UAV technology is a multi-disciplinary comprehensive surveying and mapping technology born with the development of science and technology. It can combine GPS positioning technology， communication technology， unmanned flying technology， remote sensing technology and other advanced technologies to obtain relevant data information accurately， fast and widely， and it has been widely used in surveying and mapping engineering surveying. In this paper， the application advantages and specific applications of UAV technology in surveying and mapping engineering survey are discussed in detail， to improve the application effect of UAV technology in surveying and mapping engineering survey and promote the development of surveying and mapping engineering.

關(guān)鍵詞：無人機(jī)技術(shù);測(cè)繪工程;測(cè)量應(yīng)用

Key words： UAV technology;surveying and mapping engineering;surveying application

中圖分類號(hào)：P237 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1006-4311（2020）24-0224-02

0 ?引言

我國(guó)的社會(huì)建設(shè)始終處于高速發(fā)展的進(jìn)程之中，不論是城市化建設(shè)還是基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，都處于較快的建設(shè)速度，建設(shè)質(zhì)量、數(shù)量、技術(shù)含量也都在不斷增加。測(cè)繪工程是所有建設(shè)的關(guān)鍵保障，通過準(zhǔn)確的測(cè)量，獲得準(zhǔn)確的測(cè)量數(shù)據(jù)，才能夠以此為依據(jù)開展高質(zhì)量的建設(shè)工作。測(cè)繪工程測(cè)量也隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，不斷融合了多種科學(xué)技術(shù)，其中無人機(jī)技術(shù)所具有的諸多優(yōu)勢(shì)，使其成為測(cè)繪工程測(cè)量中的重要技術(shù)，在實(shí)際應(yīng)用中能夠更好、更快、更準(zhǔn)確的完成測(cè)量工作，對(duì)無人機(jī)技術(shù)在測(cè)繪工程測(cè)量中的應(yīng)用進(jìn)行深入分析，有助于更深入了解無人機(jī)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，也有利于更好的應(yīng)用。

1 ?無人機(jī)技術(shù)概述

無人機(jī)技術(shù)的技術(shù)基礎(chǔ)是計(jì)算機(jī)計(jì)技術(shù)，再通過GPS全球定位技術(shù)、遙感技術(shù)、無人機(jī)飛行器技術(shù)等多種技術(shù)的結(jié)合，既能夠進(jìn)行精準(zhǔn)的遠(yuǎn)程操作，又能夠?qū)臻g和地理信息進(jìn)行確認(rèn)和記錄，還能夠?qū)?shù)據(jù)信息進(jìn)行安全的傳輸和存儲(chǔ)，形成了能夠在測(cè)繪工程測(cè)量中得以廣泛性應(yīng)用的無人機(jī)技術(shù)。無人機(jī)技術(shù)也可以根據(jù)技術(shù)目的的不同，結(jié)合其他不同的科學(xué)技術(shù)，形成不同的無人機(jī)技術(shù)分類。但其技術(shù)水平會(huì)受到無人機(jī)的承載能力和續(xù)航能力的限制，無法完全發(fā)揮出技術(shù)優(yōu)勢(shì)。隨著無人機(jī)技術(shù)的不斷應(yīng)用和提高，技術(shù)能力仍然在不斷地優(yōu)化改革，不僅在測(cè)繪工程測(cè)量中能夠發(fā)揮出重要的技術(shù)作用，在災(zāi)難救援工作中也同樣具有重要的地位。

2 ?無人機(jī)遙感技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

2.1 響應(yīng)速度快 ?無人機(jī)技術(shù)的響應(yīng)速度較快，對(duì)于操作指令能夠快速執(zhí)行，并不會(huì)在指令的接收、執(zhí)行和傳達(dá)等環(huán)節(jié)產(chǎn)生延遲。能夠根據(jù)指令快速到達(dá)測(cè)定區(qū)域，對(duì)區(qū)域內(nèi)的相關(guān)情況進(jìn)行測(cè)量，不需要人員現(xiàn)場(chǎng)輔助和參與，測(cè)量速度極快，測(cè)量后能夠快速的獲得測(cè)量數(shù)據(jù)，使測(cè)繪工程測(cè)量工作能夠高效率的進(jìn)行。

2.2 測(cè)量尺度大 ?隨著建設(shè)工程等技術(shù)的不斷提高，對(duì)于測(cè)繪工程測(cè)量的要求也不斷在提高。無人機(jī)技術(shù)所具有的技術(shù)特性具有大尺度的測(cè)量?jī)?yōu)勢(shì)，同時(shí)隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，測(cè)量尺度也在不斷提高，始終保持著較高的測(cè)量范圍伸縮性和可控性。對(duì)于小范圍的數(shù)據(jù)測(cè)量，能夠得到更為優(yōu)化的測(cè)量數(shù)據(jù)。對(duì)于大范圍的數(shù)據(jù)測(cè)量，也能夠通過纖維形式，對(duì)測(cè)定區(qū)域內(nèi)的相關(guān)情況更好的掌握。

2.3 信息處理速度快 ?無人機(jī)技術(shù)通能夠進(jìn)行快速的、有效的信息采集，并具有較高的圖像分辨率，在進(jìn)行測(cè)繪工程測(cè)量時(shí)，到達(dá)測(cè)定區(qū)域后就能夠快速采集相關(guān)信息，并快速傳輸和存儲(chǔ)，確保了測(cè)繪工作的效率和安全。

2.4 提升圖像分辨 ?圖像分辨對(duì)于測(cè)繪工程測(cè)量工作極為重要，較高的圖像分辨率夠顯著提高測(cè)繪工程測(cè)量的效率和準(zhǔn)確性。無人機(jī)技術(shù)能夠達(dá)到dm技術(shù)級(jí)別，還具有1：500或比例更高的遙感技術(shù)，能夠?qū)D像分辨率進(jìn)行更好的提升，使測(cè)量工作能夠在更全面的覆蓋體系中進(jìn)行，對(duì)于復(fù)雜的環(huán)境也能夠通過垂直和傾斜成像的管理模式進(jìn)行更精準(zhǔn)的測(cè)量。

2.5 擁有自動(dòng)控制體系 ?無人機(jī)技術(shù)不僅大大降低了人工測(cè)量的工作難度和效率，還能通過優(yōu)秀的自動(dòng)控制體系，進(jìn)一步減少人工操作需求。無人機(jī)的自動(dòng)控制體系能夠在測(cè)量工作中，通過飛行航線的設(shè)定，實(shí)現(xiàn)自主飛行和拍攝，能夠保持同人工操作同樣的測(cè)量質(zhì)量，還能夠精準(zhǔn)、穩(wěn)定的控制在設(shè)定航線中。在具體的數(shù)據(jù)方面，通常無人機(jī)的能夠達(dá)到70-160km/h的飛行速度、50-4000m的飛行高度、10m以上的高度控制精度，確保自動(dòng)控制體系的質(zhì)量。

2.6 操作便利性較高 ?無人機(jī)技術(shù)的操作便利主要體現(xiàn)在先進(jìn)的遙感技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)等技術(shù)方面，在測(cè)量工作中，對(duì)于測(cè)量人員的操作技術(shù)要求較低，只要接受基礎(chǔ)的操作培訓(xùn)就能夠進(jìn)行精準(zhǔn)的操作，不需要極為專業(yè)的技能基礎(chǔ)，對(duì)于測(cè)量工作的實(shí)際應(yīng)用和應(yīng)用普及具有極高的優(yōu)勢(shì)。無人機(jī)技術(shù)中還具有先進(jìn)的故障診斷和提示功能，能夠根據(jù)無人機(jī)的提示信息進(jìn)行相關(guān)處理。當(dāng)發(fā)生技術(shù)故障時(shí)，也不會(huì)失去控制墜落，而是能夠通過設(shè)定程序自動(dòng)返回至起始點(diǎn)位置盤旋飛行等，有利于對(duì)故障問題的及時(shí)處理。

2.7 安全可靠性較高 ?測(cè)繪工程測(cè)量工作涉及到大量的數(shù)據(jù)信息，測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用必須具有極高的安全性和穩(wěn)定性，才能夠確保測(cè)量工作的安全和穩(wěn)定。無人機(jī)技術(shù)能夠通過先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，基于遙感和無人機(jī)操控，不論是測(cè)量信息的采集還是傳輸環(huán)節(jié)，都能夠保持更高的安全性和穩(wěn)定性，保障測(cè)繪工程測(cè)量工作的真實(shí)性和可靠性。

2.8 經(jīng)濟(jì)成本較低 ?無人機(jī)設(shè)備體積較小，結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)較為簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)成本較低。尤其是相較于航拍飛機(jī)，無人機(jī)技術(shù)既能夠確保測(cè)量質(zhì)量，經(jīng)濟(jì)成本也僅僅是航拍飛機(jī)的1/5。且無人機(jī)技術(shù)的應(yīng)用可以通過遙感系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程操控，減少了操控人員和人工輔助的經(jīng)濟(jì)成本。在設(shè)備的材料方面，無人機(jī)采用的碳纖維復(fù)合材料的成本也較低，在使用過程中，需要的保養(yǎng)和維護(hù)需求也較低。對(duì)于無人機(jī)中搭載的影像設(shè)備，數(shù)據(jù)處理硬件配置的需求也較低，促進(jìn)數(shù)據(jù)處理成本的降低。

3 ?無人機(jī)技術(shù)在測(cè)繪工程測(cè)量中的具體應(yīng)用

無人機(jī)技術(shù)由于具有的多種科學(xué)技術(shù)的綜合性，在進(jìn)行測(cè)繪工程測(cè)量的應(yīng)用時(shí)，也能夠通過不同的技術(shù)特性和技術(shù)結(jié)合作用，開展不同目的的測(cè)量工作。所以在測(cè)繪工程測(cè)量中應(yīng)用的分類較多，本文主要總結(jié)為以下六點(diǎn)，作為無人機(jī)技術(shù)在測(cè)繪工程測(cè)量中的應(yīng)用重點(diǎn)，進(jìn)行深入分析和討論。

3.1 收錄影像資料 ?無人機(jī)技術(shù)在測(cè)繪工程測(cè)量中最重要的作用就在于收錄影像資料，尤其是對(duì)于具有極高復(fù)雜性的地理位置，能夠通過技術(shù)運(yùn)維管理機(jī)制，通過差異化分析對(duì)幅度和偏角進(jìn)行精確處理，避免影響資料的配設(shè)問題，達(dá)到數(shù)據(jù)采集和影像資料收錄的無死角收集效果。

3.2 自動(dòng)完成數(shù)據(jù)匯總 ?無人機(jī)技術(shù)在完成影像資料的收錄后，能夠通過自動(dòng)程序設(shè)定，對(duì)收集的資料進(jìn)行自動(dòng)匯總，能夠有效加快數(shù)據(jù)處理的效率，減少人工參與，具有更高的準(zhǔn)確性。并且為了達(dá)到數(shù)據(jù)處理與應(yīng)用的一致性高度，還可以通過手動(dòng)采集與自動(dòng)加密處理兩個(gè)工序?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行匯總處理。

3.2.1 手動(dòng)收集信息 ?手動(dòng)收集信息需要根據(jù)收集的實(shí)際目的，以網(wǎng)路技術(shù)作為收集的關(guān)鍵基礎(chǔ)，再通過手動(dòng)收集的方式，提取具有針對(duì)性的數(shù)據(jù)信息，形成完整的計(jì)算機(jī)采集模式，達(dá)到完整性的數(shù)據(jù)信息及站內(nèi)采集效果。

3.2.2 信息加密處理機(jī)制 ?測(cè)繪工程測(cè)量工作所具有的大量數(shù)據(jù)信息必須予以高度保密處理，避免數(shù)據(jù)信息的泄露，也要避免數(shù)據(jù)信息被篡改或損壞。無人機(jī)技術(shù)具有針對(duì)性的數(shù)據(jù)保護(hù)系統(tǒng)，根據(jù)儲(chǔ)存器中的加密設(shè)置，能夠?qū)⑹占臄?shù)據(jù)信息進(jìn)行加密處理，只有正確的數(shù)據(jù)處理方式才能夠獲得完整的數(shù)據(jù)信息，更好的保護(hù)測(cè)繪工程測(cè)量工作中的采集數(shù)據(jù)信息，確保測(cè)繪工程的安全性。

3.3 應(yīng)用于傳輸與處理測(cè)繪數(shù)據(jù) ?無人機(jī)技術(shù)在測(cè)繪數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸和處理時(shí)，由于在數(shù)據(jù)的采集過程中應(yīng)用的不規(guī)則采集和數(shù)碼排列順序，當(dāng)無人機(jī)處于俯沖和轉(zhuǎn)彎狀態(tài)時(shí)，獲得的圖像由于角度偏差過大等原因，呈現(xiàn)出的圖像具有模糊、變形或疊加等問題，難以直接進(jìn)行有效的應(yīng)用。所以在實(shí)際測(cè)量工作中會(huì)通過具有自動(dòng)變焦技術(shù)的數(shù)碼相機(jī)的搭載，避免出現(xiàn)圖像無法應(yīng)用的情況，提高圖像的精確性。

3.4 完成突發(fā)事件的處理 ?由于測(cè)繪工程測(cè)量工作的野外工作特性，會(huì)受到氣候條件的嚴(yán)重影響，尤其當(dāng)測(cè)繪區(qū)域出現(xiàn)泥石流、山體滑坡等問題時(shí)，會(huì)極大的增加測(cè)量工作的難度，且往往問題的發(fā)生具有突發(fā)性。為了更好的應(yīng)對(duì)這種情況，促進(jìn)測(cè)量工作的順利開展，需要建立起完善的突發(fā)事件處理機(jī)制，避免當(dāng)突發(fā)事件發(fā)生時(shí)，測(cè)量工作被迫中斷，影響到測(cè)繪工程的進(jìn)程。無人機(jī)技術(shù)的應(yīng)用能夠較好的應(yīng)對(duì)不同的氣候條件，依然能夠保持良好的測(cè)量狀態(tài)，收集精確的測(cè)量數(shù)據(jù)。且無人機(jī)的操作技術(shù)靈活，當(dāng)突發(fā)事件發(fā)生時(shí)，既能夠最快速度的靈活應(yīng)變，還能夠?qū)⑼话l(fā)事件的實(shí)際情況進(jìn)行記錄和傳輸，有利于對(duì)突發(fā)事件的掌握和處理。

3.5 實(shí)現(xiàn)特殊環(huán)境測(cè)量 ?測(cè)繪工程測(cè)量的工作特性不僅需要應(yīng)對(duì)多變的氣候因素，同樣需要應(yīng)對(duì)復(fù)雜的環(huán)境因素，收集的數(shù)據(jù)信息也具有極高的復(fù)雜性，無人機(jī)技術(shù)的應(yīng)用既能夠有效應(yīng)對(duì)環(huán)境的復(fù)雜性，還能夠?qū)κ占降膹?fù)雜的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行更好的處理與管理。比如在測(cè)量工作中，出現(xiàn)高山環(huán)境或云層較低等環(huán)境條件時(shí)，航拍技術(shù)也難以順利實(shí)施，而無人機(jī)技術(shù)就能夠不被限制的順利實(shí)施，大大拓寬了特殊環(huán)境的可測(cè)量性，也拓寬了測(cè)繪工程的測(cè)量范圍。

3.6 應(yīng)用于地質(zhì)災(zāi)害測(cè)量 ?在地質(zhì)災(zāi)害的條件下，由于地質(zhì)環(huán)境的劇烈變化，無人機(jī)技術(shù)能夠更加快速的掌握地質(zhì)災(zāi)害的地質(zhì)環(huán)境變化情況。在實(shí)際的測(cè)量工作中，還能夠通過無人機(jī)技術(shù)采集的數(shù)據(jù)信息，對(duì)無人機(jī)的飛行路徑進(jìn)行合理優(yōu)化。還能夠作為針對(duì)實(shí)際的地質(zhì)環(huán)境變化，進(jìn)行相應(yīng)的延遲曝光、轉(zhuǎn)彎緩沖、拍攝補(bǔ)償?shù)燃夹g(shù)操作，對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)的完整性、準(zhǔn)確性起到保障作用。且在無人機(jī)技術(shù)的數(shù)據(jù)自動(dòng)加載功能中，還能夠?qū)Υ罅康臄?shù)據(jù)信息進(jìn)行整理，將不合格數(shù)據(jù)和無效數(shù)據(jù)予以剔除，大大減少數(shù)據(jù)處理的工作量，提高數(shù)據(jù)處理的效率。

4 ?結(jié)語(yǔ)

無人機(jī)技術(shù)的研發(fā)能夠促進(jìn)多種行業(yè)領(lǐng)域的快速發(fā)展，尤其在測(cè)繪工程測(cè)量領(lǐng)域中，無人機(jī)技術(shù)能夠發(fā)揮出大量的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，提高測(cè)量工作的安全性、準(zhǔn)確性、靈活性、穩(wěn)定性等。本文就對(duì)于無人機(jī)技術(shù)在測(cè)繪工程測(cè)量中的多種優(yōu)勢(shì)進(jìn)行了詳細(xì)分析，有助于無人機(jī)技術(shù)與測(cè)量工作更好的融合，充分發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢(shì)，提高測(cè)量工作的質(zhì)量。對(duì)于無人機(jī)技術(shù)在測(cè)繪工程測(cè)量中的具體應(yīng)用分析，能夠探討目前階段無人機(jī)技術(shù)的應(yīng)用情況，更好的掌握無人機(jī)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)無人機(jī)技術(shù)對(duì)測(cè)繪工程測(cè)量的更大推進(jìn)作用。

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