無(wú)人機(jī)測(cè)量在地形測(cè)量方面的應(yīng)用前景

蔣振鵬

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，無(wú)人機(jī)技術(shù)在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。尤其是在地形測(cè)量方面，通過(guò)定位系統(tǒng)和紅外攝影測(cè)量系統(tǒng)的應(yīng)用，提高了無(wú)人機(jī)的測(cè)量精度。本文將針對(duì)無(wú)人機(jī)測(cè)量技術(shù)在地形測(cè)量中的應(yīng)用前景進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：無(wú)人機(jī);地形測(cè)量;應(yīng)用前景

中圖分類(lèi)號(hào)：P217;P231 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

無(wú)人機(jī)測(cè)量技術(shù)是基于無(wú)人機(jī)技術(shù)、衛(wèi)星定位技術(shù)、高精度攝像等高端技術(shù)而逐步發(fā)展起來(lái)的，能夠?qū)?fù)雜環(huán)境中的地形進(jìn)行測(cè)量，并將影像信息和數(shù)據(jù)信息回傳到指揮中心，為決策和判斷提供有效信息支持。最近幾年，無(wú)人機(jī)發(fā)展尤為迅速，由以前的軍用無(wú)人機(jī)到現(xiàn)在的普及化無(wú)人機(jī)，一方面可以給人們帶來(lái)極致的航拍享受，另一方面還能夠?yàn)橐恍┕編?lái)便捷的服務(wù)，比如測(cè)繪公司。以前的測(cè)量全部是靠人在地面上不斷移動(dòng)，根據(jù)標(biāo)高以及各種尺寸測(cè)出地貌，自從有了無(wú)人機(jī)，可通過(guò)遙控控制即可測(cè)出復(fù)雜的地形，這為測(cè)量人員帶來(lái)極大的便利，在以往幾十天的測(cè)量工作量，現(xiàn)在幾天就可以完成，并且可以節(jié)省人力物力，而且還能增加測(cè)量的精度。

1 無(wú)人機(jī)測(cè)量技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

1.1 辨識(shí)度高

在地形測(cè)量中，無(wú)人機(jī)的拍攝功能是無(wú)人機(jī)測(cè)量的主要技術(shù)優(yōu)勢(shì)，能夠從多角度對(duì)測(cè)量地形進(jìn)行拍攝，有效解決了無(wú)人機(jī)拍攝的遮擋問(wèn)題。此外，同構(gòu)紅外線技術(shù)的應(yīng)用，能夠讓無(wú)人機(jī)在各種環(huán)境下進(jìn)行拍攝，通過(guò)數(shù)碼成像設(shè)備的應(yīng)用提高了攝影的分辨率。

1.2 靈活性強(qiáng)

隨著無(wú)人機(jī)制造技術(shù)的發(fā)展，能夠在各種條件下滿足機(jī)動(dòng)靈活的需求，尤其在電力巡線以及安全防務(wù)中，無(wú)人機(jī)的靈活性減小了對(duì)環(huán)境的要求，能夠滿足各類(lèi)惡劣環(huán)境中的地形測(cè)量工作;而且無(wú)人機(jī)向著小型化發(fā)展，活動(dòng)的范圍也在不斷加大，這將促進(jìn)無(wú)人機(jī)在更多領(lǐng)域中的應(yīng)用。

1.3 測(cè)量成本低

利用無(wú)人機(jī)測(cè)量技術(shù)，能夠有效獲取各類(lèi)測(cè)量信息，達(dá)到所需的數(shù)據(jù)采集效果。同時(shí)，無(wú)人機(jī)的應(yīng)用能夠滿足各種地理?xiàng)l件和自然條件下的應(yīng)用，降低了人工成本;此外，無(wú)人機(jī)大多采用碳纖維復(fù)合材料制成，維護(hù)成本較低，因此，在各個(gè)領(lǐng)域地形測(cè)量中凸顯了成本優(yōu)勢(shì)和技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

1.4 有效的提高工作效率

通過(guò)無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)，首先是可以全面監(jiān)測(cè)地形的真實(shí)情況，同時(shí)可以提高工作效率，以前測(cè)量一塊復(fù)雜的地形必須耗費(fèi)大量的人力物力，但是用無(wú)人機(jī)測(cè)量技術(shù)就可以用幾個(gè)人進(jìn)行簡(jiǎn)單的操作就可以完成，雖然說(shuō)后期圖像處理比較麻煩，但是整體來(lái)說(shuō)，無(wú)人機(jī)的航測(cè)把測(cè)繪技術(shù)帶上一個(gè)新高度，至于面臨的一些測(cè)量和后期處理的問(wèn)題，這就要無(wú)人機(jī)在硬件上進(jìn)行改進(jìn)，應(yīng)該把無(wú)人機(jī)技術(shù)和全自動(dòng)測(cè)量?jī)x技術(shù)相結(jié)合，這樣就能在航測(cè)上得到很好的進(jìn)展。

1.5 監(jiān)測(cè)結(jié)果更加直觀化

以前的測(cè)量只是通過(guò)不同的數(shù)據(jù)用圖形表現(xiàn)出地形的各種狀況，無(wú)人機(jī)的航測(cè)就相對(duì)于直觀，不光能測(cè)出各種地形數(shù)據(jù)，而且還能夠用真實(shí)的圖片表現(xiàn)出來(lái)，這樣大大增強(qiáng)工作人員對(duì)地形的分析能力。但是，在分析測(cè)量信息的過(guò)程中，工作人員必須仔細(xì)比對(duì)，不可在不懂得地方用自己的經(jīng)驗(yàn)去判斷數(shù)據(jù)，這樣很容易造成分析錯(cuò)誤，所以在航測(cè)的后期信息處理方面工作人員應(yīng)該多加注意。

2 無(wú)人機(jī)測(cè)量系統(tǒng)的構(gòu)成

無(wú)人機(jī)測(cè)量系統(tǒng)包括硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)，硬件系統(tǒng)主要包括監(jiān)控檢測(cè)設(shè)備、導(dǎo)航系統(tǒng)等;軟件系統(tǒng)包括遠(yuǎn)程操控、數(shù)據(jù)采集分析處理技術(shù)、攝像檢查技術(shù)等。近年來(lái)，隨著科技的不斷發(fā)展，無(wú)人機(jī)不但能夠?qū)崿F(xiàn)更加高清的實(shí)時(shí)狀態(tài)檢測(cè)，還能夠?qū)z影的偏差進(jìn)行有效補(bǔ)償，增加了數(shù)據(jù)分析功能，進(jìn)行自我調(diào)整，使無(wú)人機(jī)向著智能化發(fā)展。

3 無(wú)人機(jī)測(cè)量技術(shù)在地形測(cè)量中的應(yīng)用前景

3.1 災(zāi)害評(píng)估中的應(yīng)用

無(wú)人機(jī)測(cè)量技術(shù)在抗災(zāi)救災(zāi)地形測(cè)量中發(fā)揮著重要作用。在汶川地震中，由于道路交通的損壞給災(zāi)區(qū)現(xiàn)場(chǎng)信息情況反饋帶來(lái)了較大的障礙。通過(guò)無(wú)人機(jī)影像測(cè)量技術(shù)，將災(zāi)區(qū)影像及時(shí)發(fā)揮到救災(zāi)指揮中心，為救災(zāi)指揮工作提供了有效的信息支持。

3.1.1 探索受災(zāi)具體位置

在突發(fā)性的災(zāi)害中，能夠及時(shí)獲取受災(zāi)地區(qū)的具體位置和各種災(zāi)害信息對(duì)抗災(zāi)和救災(zāi)具有重要意義。災(zāi)害發(fā)生地區(qū)的地理環(huán)境和自然環(huán)境大多比較復(fù)雜，無(wú)人機(jī)測(cè)量技術(shù)在此時(shí)將會(huì)大顯身手，能夠在各種云、雨天氣下執(zhí)行飛行任務(wù)，及時(shí)趕到災(zāi)害發(fā)生現(xiàn)場(chǎng)，通過(guò)測(cè)量和影像的拍攝向指揮中心回傳信息資料。

3.1.2 制定詳細(xì)飛行路徑

在無(wú)人機(jī)探索受災(zāi)具體位置前，需要確定災(zāi)害發(fā)生區(qū)域范圍，結(jié)合無(wú)人機(jī)基本性能確定無(wú)人機(jī)飛行路徑。無(wú)人機(jī)普遍的飛行高度在1 000 m以下的范圍內(nèi)，速度最高能夠達(dá)到150 km/h，結(jié)合災(zāi)區(qū)整體地形特點(diǎn)，對(duì)無(wú)人機(jī)飛行高度、飛行速度和路徑進(jìn)行設(shè)定后，就可以操控?zé)o人機(jī)執(zhí)行探索飛行任務(wù)。

3.1.3 無(wú)人機(jī)測(cè)量數(shù)據(jù)處理

無(wú)人機(jī)應(yīng)用與災(zāi)害評(píng)估測(cè)量中，能夠從多角度進(jìn)行攝影的獲取信息資料，其中包括受災(zāi)地區(qū)的坐標(biāo)、坡度面積等，通過(guò)提供三維立體模型幫助指揮中心對(duì)災(zāi)害作出判斷和決策。通過(guò)無(wú)人機(jī)對(duì)災(zāi)害測(cè)量的內(nèi)容準(zhǔn)確而且完整。

3.2 電力監(jiān)控中的應(yīng)用

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，電力系統(tǒng)建設(shè)規(guī)模也在不斷擴(kuò)大，將無(wú)人機(jī)監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用與電力系統(tǒng)監(jiān)測(cè)中，不但能夠提高監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性和工作效率，還能夠降低電力系統(tǒng)監(jiān)測(cè)帶來(lái)的人力資源消耗。在利用無(wú)人機(jī)進(jìn)行電力巡線和系統(tǒng)損壞監(jiān)測(cè)時(shí)，主要用到無(wú)人機(jī)的紅外遙感掃描技術(shù)對(duì)電力系統(tǒng)圖像進(jìn)行信息采集，然后對(duì)采集到的圖像進(jìn)行向量化處理，通過(guò)仿真技術(shù)得到有效的電力系統(tǒng)監(jiān)測(cè)信息資料。

3.3 國(guó)土測(cè)量中的應(yīng)用

近年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，非法用地等行為也在不斷增加，對(duì)土地資源進(jìn)行測(cè)量分析，不但能夠準(zhǔn)確掌握我國(guó)國(guó)土情況，還能夠?qū)Ω鞣N土地使用的違法行為進(jìn)行監(jiān)察，從而確保我國(guó)土地資源安全。通過(guò)無(wú)人機(jī)的攝影測(cè)量技術(shù)，能夠在土地監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)拍攝高清的影像資料，將影像資料數(shù)據(jù)化之后，與原有的資料進(jìn)行比對(duì)，就能夠發(fā)現(xiàn)土地資源的變化情況，進(jìn)而確定違法土地使用的規(guī)模和具體位置，建立起數(shù)據(jù)庫(kù)，統(tǒng)計(jì)出非法用地面積，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)土地利用的動(dòng)態(tài)執(zhí)法監(jiān)察。

3.4 數(shù)字城市中的應(yīng)用

數(shù)字化城市對(duì)于城市規(guī)劃具有重要作用。在數(shù)字城市建設(shè)中，無(wú)人機(jī)測(cè)量技術(shù)發(fā)揮了重要的作用。無(wú)人機(jī)拍攝的覆蓋范圍較廣，平均每次應(yīng)用能夠覆蓋80 km2的范圍，加快了勘察效率;無(wú)人機(jī)的操控較為靈活，能夠測(cè)到高精度的地形圖，對(duì)小范圍的攝影測(cè)量尤為便捷;此外，通過(guò)無(wú)人機(jī)的定位系統(tǒng)的利用能夠?qū)Ω鞣N不利于勘察的地理?xiàng)l件下進(jìn)行攝影測(cè)量，從而提高了數(shù)字城市的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性，加快了數(shù)字城市建設(shè)進(jìn)程。

3.5 安全防務(wù)中的應(yīng)用

目前，無(wú)人機(jī)技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于安全防務(wù)中，通過(guò)無(wú)人機(jī)能夠在較為復(fù)雜的環(huán)境下進(jìn)行偵查活動(dòng)，通過(guò)影像信息資料的反饋，讓指揮中心了解對(duì)方人員數(shù)量、活動(dòng)范圍和實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)，以便能夠進(jìn)行有效的行動(dòng)方案和策略，采取有針對(duì)性的防務(wù)行動(dòng)，不但能夠提高防務(wù)工作效率，還能夠降低人員和財(cái)力的消耗，達(dá)到精確打擊的效果。

4 結(jié)束語(yǔ)

無(wú)人機(jī)在測(cè)量工作已經(jīng)是一項(xiàng)非常成熟的技術(shù)，利用好無(wú)人機(jī)的優(yōu)良特性，可以給工作帶來(lái)極大的好處甚至在某些工作能取得突破性進(jìn)展。由于無(wú)人機(jī)測(cè)量技術(shù)的不斷發(fā)展，地形測(cè)量水平也將不斷提升，應(yīng)用的范圍也將不斷拓展，將智能化技術(shù)和信息通信技術(shù)與無(wú)人機(jī)測(cè)量技術(shù)的融合，必然會(huì)推動(dòng)無(wú)人機(jī)測(cè)量技術(shù)在更多領(lǐng)域中發(fā)揮更高的應(yīng)用價(jià)值。

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