測繪工程測量中無人機(jī)遙感技術(shù)運(yùn)用

謝訓(xùn)挺，毛明敏

（江西有色地質(zhì)勘查四隊(duì)，江西 景德鎮(zhèn) 333000）

相較于傳統(tǒng)的測繪測量技術(shù)，無人機(jī)遙感技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對目標(biāo)地形的遠(yuǎn)程測量，大幅節(jié)約了人力成本，而且能夠得到較為精準(zhǔn)的測量結(jié)果，因此近年來，如何更加高效的運(yùn)用無人機(jī)遙感技術(shù)，使其為工程測繪提供更多支持，成為備受關(guān)注的話題。

1 無人機(jī)遙感技術(shù)的優(yōu)勢

1.1 操作靈活

與傳統(tǒng)的測量設(shè)備或工具相比，無人機(jī)體積相對較小，僅需較短的時(shí)間就能夠完成升降，即便在面積較小的場地中也能夠升降，不僅操作便捷而且靈活性強(qiáng)。經(jīng)過持續(xù)的升級改良，無人機(jī)的工作性能愈加優(yōu)良，對于外界自然環(huán)境具有較高的抗干擾能力，基本不會受到外界因素的過多影響[1]。無人機(jī)不僅生產(chǎn)成本偏低，而且無需繁雜的維修和運(yùn)營，應(yīng)用范圍相對廣泛，隨著我國建筑工程量的加大，該技術(shù)的市場需要也將進(jìn)一步擴(kuò)大。

1.2 可靠性高

傳統(tǒng)的工程測量大多需人工完成，很多工程所處的地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜，會對測量人員的安全形成較大威脅，不僅如此，測量結(jié)果往往會與工程的真實(shí)數(shù)據(jù)間存在較大誤差。而在運(yùn)用無人機(jī)遙感技術(shù)后，很多測量工作都可以由無人機(jī)來完成，不僅減少了人工成本，而且降低了對于人身安全的威脅，即便在惡劣和復(fù)雜的工程環(huán)境中，無人機(jī)也能夠保持較為穩(wěn)定的工作，很少會因外界環(huán)境的干擾而出現(xiàn)誤差，因此其適應(yīng)范圍更加廣闊，所能夠得出的測量結(jié)果更加精準(zhǔn)，具有更高的實(shí)用價(jià)值[2]。

1.3 信息處理快

無人機(jī)中裝有先進(jìn)的信息系統(tǒng)，不僅可以搜集和存儲大量數(shù)據(jù)，為后續(xù)的工程設(shè)計(jì)提供數(shù)據(jù)支持，而且能夠?qū)?shù)據(jù)信息加以高效、精準(zhǔn)的處理，節(jié)省測繪工作的時(shí)間成本，深入挖掘測量數(shù)據(jù)的潛在價(jià)值，尤其是在救援工作中，無人機(jī)高效的信息處理能力，可以幫助救援人員更快做出救援計(jì)劃，為被困人員爭取更大的生還機(jī)會，為救援工作的開展提供更多便利。

2 無人機(jī)遙感技術(shù)的不足

雖然無人機(jī)遙感技術(shù)具備諸多優(yōu)點(diǎn)，且能夠在很多工程中體現(xiàn)重要價(jià)值，但也要明確該技術(shù)現(xiàn)有的缺點(diǎn)，以便對其不斷改進(jìn)。首先是飛行高度不宜過高，由于無人機(jī)質(zhì)地較輕，雖然能夠在低空中保持穩(wěn)定，但是如果上升高度過高，將會受到高空氣流的干擾而降低穩(wěn)定性，受此影響，拍攝出影像的分辨率也會隨之下降。其次是控制精度有待提升，受當(dāng)前技術(shù)水平限制，很多無人機(jī)所用傳感器的控制性能較差，在測量比例較大的情況下，其控制能力可能難以滿足測繪要求[3]。另外，無人機(jī)對于通訊系統(tǒng)的依賴程度過高，在當(dāng)前常見的無人機(jī)事故中，設(shè)備故障已成為主要的事故原因。

3 無人機(jī)遙感技術(shù)在工程測量中的常見應(yīng)用

3.1 地質(zhì)災(zāi)害的測繪

我國國土遼闊且地形多樣，時(shí)常有部分地區(qū)會發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害，在對其進(jìn)行測量時(shí)，需要數(shù)據(jù)和成像具有較高的準(zhǔn)確度[4]。在此情況下，傳統(tǒng)測繪技術(shù)的應(yīng)用效果較差且難度較高。此時(shí)，借助于無人機(jī)遙感技術(shù)，能夠在較短時(shí)間內(nèi)完成對數(shù)據(jù)信息的搜集，盡可能全面的了解工程環(huán)境，事先對無人機(jī)的飛行路線加以預(yù)測和分析，進(jìn)而確定最佳的飛行路線，使無人機(jī)的飛行過程保持連貫。測繪過程中，無人機(jī)遙感技術(shù)能夠體現(xiàn)出拍攝補(bǔ)償、曝光延遲等功能，從而大幅提升測繪數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，不僅如此，對于測繪數(shù)據(jù)中不合格的內(nèi)容，還能夠智能化的予以剔除，盡大可能地降低測繪誤差，再配合無人機(jī)對相關(guān)數(shù)據(jù)加以自動化處理，為測繪工程測量提供所需數(shù)據(jù)，并確保測繪成像具有較高的精準(zhǔn)度，為救援作業(yè)提供較為強(qiáng)力的支持。

3.2 復(fù)雜地區(qū)工程的測繪

近些年，我國城市化進(jìn)程加快，重大建設(shè)項(xiàng)目數(shù)量增多，將無人機(jī)遙感技術(shù)應(yīng)用其中，能夠?yàn)楣こ虦y繪工作提供諸多幫助[5]。如借助于無人服務(wù)系統(tǒng)，不僅能降低測繪工作所需的人工成本，還能大幅降低人工測繪誤差；利用低空無人機(jī)航攝系統(tǒng)，僅需要很短的工作時(shí)間，就能夠完成對復(fù)雜環(huán)境中數(shù)據(jù)和影像采集，而且得到的數(shù)據(jù)和影像具有較高的精準(zhǔn)度，為工程測量工作提供便利，使社會資源得到更加科學(xué)的配置和應(yīng)用。

3.3 礦山環(huán)境的測繪

相較于其它地形環(huán)境，礦山地區(qū)表現(xiàn)出較高的復(fù)雜性和危險(xiǎn)性，礦區(qū)事故時(shí)有發(fā)生，且時(shí)常伴隨著人員的傷亡，而人們對于礦山環(huán)境了解不到位，無疑是造成礦區(qū)工程事故的重要原因[6]。因此人們開始將無人機(jī)遙感技術(shù)引入到礦山測量中，由于無人機(jī)中配有光學(xué)相機(jī)、激光掃描儀等設(shè)備，內(nèi)部還安裝了容量較大的微型計(jì)算機(jī)，因此能夠在礦山中進(jìn)行長時(shí)間飛行，搜集并存儲大量的數(shù)據(jù)和圖像，還能夠憑借自動加密功能，保障數(shù)據(jù)和圖像的安全性。如果使用者需要測量特定數(shù)據(jù)，那么在經(jīng)過設(shè)定后，無人機(jī)就能夠有選擇性的進(jìn)行拍攝和存儲。以當(dāng)前的實(shí)際應(yīng)用情況來看，無論是對于資源探索、礦區(qū)開采還是環(huán)境保護(hù)，無人機(jī)都能夠在礦區(qū)測量中發(fā)揮較大作用。

3.4 城市地圖的測繪

隨著城市化進(jìn)程的加快，城市規(guī)劃設(shè)計(jì)問題得到更高重視。然而在以往的測量模式下，要完成對整個(gè)城市的測繪，不僅要投入大規(guī)模的人力和設(shè)備，要需要耗費(fèi)較長的時(shí)間成本[7]。而在引入無人機(jī)遙感技術(shù)后，憑借其極高的精準(zhǔn)度和快速的信息處理能力，僅需相對較短的人力和時(shí)間，就能夠盡可能全面地搜集整個(gè)城市的數(shù)據(jù)資源，然而遵照特定的比例予以測繪出來，為城市規(guī)劃工作提供巨大支持，不僅實(shí)現(xiàn)了測繪成本的壓縮，而且顯著提升了測繪效率。

圖2 無人機(jī)遙感技術(shù)測繪圖像

4 工程測繪中應(yīng)用無人機(jī)遙感技術(shù)的注意事項(xiàng)

4.1 定期進(jìn)行設(shè)備檢修

盡管無人機(jī)的穩(wěn)定性較高，但也時(shí)常會出現(xiàn)設(shè)備故障或磨損，不僅會影響測量結(jié)果，而且存在事故風(fēng)險(xiǎn)。對此，施工單位在應(yīng)用無人機(jī)進(jìn)行測量時(shí)，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對于無人機(jī)的設(shè)備管理，定期對其進(jìn)行檢查和維修，確保設(shè)備無故障且性能穩(wěn)定。在對工程進(jìn)行測量中，還要對無人機(jī)加以全面檢查，確保其符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)后再予以使用，以便其能夠發(fā)揮出最佳的測繪性能。為應(yīng)對復(fù)雜的工程環(huán)境，測繪人員還應(yīng)當(dāng)結(jié)合工程實(shí)際需求，對無人機(jī)設(shè)備加以針對性的調(diào)整與設(shè)置，確保其符合工程測繪需求。與此同時(shí)，施工單位還要做好對無人機(jī)配套設(shè)施的管理，包括通訊設(shè)備、電源系統(tǒng)等設(shè)備，都需要經(jīng)過質(zhì)量檢查，避免在測繪過程中發(fā)生故障。此外，施工單位還應(yīng)做好對影片質(zhì)量的檢查，對于出現(xiàn)重疊、彎曲、不清晰的圖像，要及時(shí)予以剔除或重新測繪，以此來確保無人機(jī)遙感技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值。

4.2 優(yōu)化遙感測繪流程

像控點(diǎn)的布局與測量，是影響無人機(jī)測繪質(zhì)量的關(guān)鍵要素，因此在工程測繪作業(yè)時(shí)，測繪人員需要結(jié)合工程需要，盡可能優(yōu)化像控點(diǎn)測繪過程。首要環(huán)節(jié)就是確定無人機(jī)拍攝范圍，然后對影響效果加以檢查，進(jìn)而完成自由網(wǎng)拼圖。其次，要結(jié)合工程現(xiàn)場的地形特征，確定像控點(diǎn)的布局方案，以此來確保影像拍攝質(zhì)量。在之后的數(shù)據(jù)處理階段中，測繪人員在完成數(shù)據(jù)采集后，應(yīng)當(dāng)盡可能保障原始數(shù)據(jù)的全面和準(zhǔn)確，避免對其加以隨意刪改，以便為后續(xù)的數(shù)據(jù)處理提供足夠支持。

4.3 加強(qiáng)測繪人員培訓(xùn)

為避免人工誤操作、保障無人機(jī)遙感技術(shù)應(yīng)用效果，應(yīng)當(dāng)做好對測繪人員的培訓(xùn)，使其加深對于無人機(jī)遙感技術(shù)的認(rèn)知，能夠?qū)ζ浼右允炀毑僮?，并養(yǎng)成較強(qiáng)的安全責(zé)任意識。工程開始前，測繪人員需要深入現(xiàn)場，盡可能全面的了解工程的測繪需求，然后設(shè)計(jì)具體的測繪方案，進(jìn)而對無人機(jī)加以靈活運(yùn)用，使其在工程測繪中發(fā)揮應(yīng)用價(jià)值。

5 結(jié)語

憑借精準(zhǔn)、靈活、安全等優(yōu)勢，無人機(jī)遙感技術(shù)在測繪工程測量中的應(yīng)用程度持續(xù)提升，尤其是在復(fù)雜地形、礦區(qū)工程、災(zāi)害救援等情況下，該技術(shù)都能夠發(fā)揮出非常顯著的測量功能。不過受技術(shù)水平、設(shè)備性能等因素影響，無人機(jī)在測量工作中也時(shí)常出現(xiàn)故障，希望測量人員能夠加強(qiáng)對無人機(jī)設(shè)備的檢修、合理優(yōu)化遙感測繪流程，以提升無人機(jī)遙感技術(shù)的應(yīng)用效果，為測繪工程測量提供更多支持。