無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量技術(shù)在工程測(cè)量和地質(zhì)測(cè)繪中的應(yīng)用闡述

普運(yùn)成 孫德媛 鄧有濤

1.中國(guó)建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心云南總隊(duì)，中國(guó)·云南 玉溪 653100

2.云南瀚哲科技有限公司，中國(guó)·云南 保山 678000

3.云南地質(zhì)工程第二勘察院，中國(guó)·云南 保山 678000

1 引言

無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量相比過(guò)去傳統(tǒng)的載人飛機(jī)攝影測(cè)量，有著突出的優(yōu)勢(shì)，不但可以降低攝影測(cè)量工作開(kāi)展的成本投入，而且獲得的影像更加清晰，資料更加全面系統(tǒng)化，技術(shù)的應(yīng)用也更加靈活，可以合理應(yīng)對(duì)工程測(cè)量和地質(zhì)測(cè)繪中的多方面需求?；跓o(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，中國(guó)對(duì)于該項(xiàng)技術(shù)的重視程度越來(lái)越高，相關(guān)的研究也越來(lái)越深入，對(duì)其應(yīng)用價(jià)值開(kāi)展進(jìn)一步挖掘。

2 無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量技術(shù)概念

無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量技術(shù)以UAV 無(wú)人機(jī)航測(cè)系統(tǒng)為依托，不僅涵蓋空中拍攝技術(shù)，無(wú)人機(jī)遙控遙測(cè)技術(shù)，還包括視頻影像傳輸處理技術(shù)等多項(xiàng)技術(shù)手段。借助無(wú)人機(jī)等設(shè)備軟件，操作人員可以獲得清晰度較高的營(yíng)銷(xiāo)資料，后期工作人員可以將前期獲得的數(shù)據(jù)影像等資料進(jìn)行再加工，從而獲得相關(guān)的產(chǎn)品或者數(shù)據(jù)信息庫(kù)。在應(yīng)用無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量技術(shù)時(shí)，需要遵循一定的操作流程，重點(diǎn)把握區(qū)域網(wǎng)像控點(diǎn)布置，數(shù)據(jù)采集，航空攝影等環(huán)節(jié)。

3 無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量技術(shù)的優(yōu)勢(shì)分析

3.1 無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量技術(shù)獲取地理信息更加具有及時(shí)性

過(guò)去，傳統(tǒng)載人航空攝影測(cè)量技術(shù)極易受到天氣等自然因素的影響，如果天氣情況較為惡劣，那么載人航空攝影測(cè)量工作的開(kāi)展會(huì)受到延期影響或者精確度降低的影響。如今，借助無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量技術(shù)，該技術(shù)可以有效規(guī)避天氣因素對(duì)于攝影的影響，提高影像數(shù)據(jù)的精確水平。當(dāng)借助該技術(shù)將數(shù)字圖像轉(zhuǎn)化為三維圖像時(shí)，可視化程度大幅度提高，給人一種更加直觀立體的感覺(jué)，也是工程測(cè)量和地形測(cè)繪的重要數(shù)據(jù)支持。另外，無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量技術(shù)與其他技術(shù)的配合可以進(jìn)一步提高工程測(cè)量和地形測(cè)繪的精確性，相關(guān)地質(zhì)信息的獲得更加迅速，滿足工程建設(shè)的及時(shí)性要求。

3.2 無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量技術(shù)更加具有靈活性

過(guò)去，傳統(tǒng)載人航天飛機(jī)在執(zhí)行攝影任務(wù)時(shí)，很難在垂直或者傾斜狀態(tài)下高效完成攝影任務(wù)，但是無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量技術(shù)可以?xún)?yōu)化設(shè)備在垂直或者傾斜狀態(tài)下的工作狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)攝影任務(wù)的高效完成。另外，即使在工作環(huán)境較為惡劣的情況下，無(wú)人機(jī)攝影測(cè)繪可以通過(guò)預(yù)先設(shè)定飛行航線，借助自主控制飛行狀態(tài)來(lái)進(jìn)行測(cè)繪，也能夠保證攝影測(cè)量數(shù)據(jù)的精確性。同時(shí)，無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量技術(shù)十分高效，航測(cè)點(diǎn)可以實(shí)現(xiàn)一次性設(shè)置，不僅可以實(shí)現(xiàn)測(cè)繪區(qū)域信息的重點(diǎn)采集，還能涵蓋周?chē)貐^(qū)的地理信息，整體的測(cè)繪效率較高[1]。

4 無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量技術(shù)在工程測(cè)量中的具體應(yīng)用

4.1 無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量技術(shù)在礦山工程規(guī)劃測(cè)量中的應(yīng)用

礦山工程涉及到的地理環(huán)境較為復(fù)雜，如果單純依賴(lài)于人工測(cè)繪，那么很多測(cè)繪區(qū)域內(nèi)的重點(diǎn)地質(zhì)信息以及周?chē)貐^(qū)的地理信息都會(huì)有所遺漏。無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量技術(shù)可以有效解決傳統(tǒng)測(cè)繪技術(shù)存在的信息獲取困難等問(wèn)題，在無(wú)人機(jī)行駛過(guò)程中，周邊地理的圖像也能夠獲得，并且保證圖像的像素清晰度。借助無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量技術(shù)，礦山工程建設(shè)的參考資料更加全面具體，整個(gè)礦山建設(shè)的精細(xì)化水平得到了有效提高。另外，采用無(wú)人機(jī)獲得的地理信息精確性更高，進(jìn)而滿足了礦山精細(xì)化施工的需求，提高了礦山工程的安全性。

4.2 無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量技術(shù)在城市景觀規(guī)劃和測(cè)量中的應(yīng)用

當(dāng)前城市化進(jìn)程的加速使得很多城市規(guī)劃都需要大量的數(shù)據(jù)信息作為支撐，對(duì)于規(guī)劃師來(lái)說(shuō)，其想要提高城市規(guī)劃的效率和質(zhì)量，必須依賴(lài)于高精確度的測(cè)量數(shù)據(jù)，而傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)顯然并不能滿足規(guī)劃師這一需求，進(jìn)而突出了無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量技術(shù)在城市景觀規(guī)劃和測(cè)量中應(yīng)用的重要價(jià)值。借助無(wú)人機(jī)可以輕松獲得地面信息，同時(shí)攝影技術(shù)的融合可以讓規(guī)劃師獲得清晰的地面圖像，提高測(cè)繪的精確度。另外，設(shè)計(jì)師可以借助無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量技術(shù)獲得關(guān)于城市不同角度的信息數(shù)據(jù)，設(shè)置合理的篩選程序，不僅可以?xún)?yōu)化設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)方案，還能夠減少錯(cuò)誤信息對(duì)于設(shè)計(jì)師工作的干擾[2]。

4.3 航空攝影

在無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)繪技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中，離不開(kāi)激光掃描機(jī)等設(shè)備的應(yīng)用，這可以進(jìn)一步提高工程測(cè)量工作的效率和質(zhì)量。另外，無(wú)人機(jī)內(nèi)部可以設(shè)置其他設(shè)備，實(shí)現(xiàn)拍攝圖像的全面掃描，進(jìn)行無(wú)人機(jī)捕捉圖像的初步處理。在當(dāng)前的航拍中，無(wú)人遙感技術(shù)的應(yīng)用較為普遍，可以幫助操作人員獲得更加詳細(xì)的地理布局信息，同時(shí)多角度拍攝的功能滿足了特殊目標(biāo)獲取的需求。如果在無(wú)人機(jī)航空攝影環(huán)節(jié)遇到建筑物的遮擋問(wèn)題，無(wú)人機(jī)可以較為靈活地從多個(gè)角度進(jìn)行拍攝對(duì)象的攝制，進(jìn)而合理解決建筑物遮擋問(wèn)題，提高工程測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用給大比例尺地圖的制作提供了便利，也提高了地形圖繪制工作的效率，有效保障了測(cè)繪工程的質(zhì)量水平[3]。

5 無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量技術(shù)在地質(zhì)測(cè)繪中的具體應(yīng)用

5.1 實(shí)現(xiàn)畫(huà)面的有序調(diào)節(jié)

無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量技術(shù)在地質(zhì)測(cè)繪中的應(yīng)用，將地質(zhì)測(cè)繪數(shù)據(jù)處理的精確性提高到新的發(fā)展階段，即使面對(duì)較為復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)節(jié)，無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量技術(shù)也能夠?qū)崿F(xiàn)目標(biāo)圖像的拍攝采集工作，從整體上優(yōu)化了測(cè)繪工程的效率，提高了工程開(kāi)展的安全性。借助畫(huà)面的有序調(diào)節(jié)，攝像頭的控制更加靈活高效，相機(jī)測(cè)量中獲得的有用數(shù)據(jù)可以進(jìn)行轉(zhuǎn)換，從而得到測(cè)量區(qū)域的真實(shí)地貌地形特點(diǎn)?？刂泣c(diǎn)位置的設(shè)置不僅可以幫助操作人員認(rèn)識(shí)相關(guān)屬性，也方便了后期測(cè)量工程的開(kāi)展[4]。

5.2 做好質(zhì)量檢驗(yàn)工作

在無(wú)人機(jī)航拍攝影測(cè)量技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中，不能放過(guò)任何環(huán)節(jié)的任何細(xì)節(jié)，需要進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)的認(rèn)真整理檢查工作。同時(shí)，在檢驗(yàn)工作開(kāi)展過(guò)程中，為了提高質(zhì)量檢驗(yàn)的精確性，需要調(diào)動(dòng)多方質(zhì)檢力量，防止一方質(zhì)檢過(guò)程中的失誤發(fā)生影響到整體的質(zhì)量檢驗(yàn)工作質(zhì)量。質(zhì)量檢驗(yàn)工作必須牢牢把握結(jié)果的精確性，這樣才能符合質(zhì)量檢驗(yàn)工作開(kāi)展的最初目的[5]。

5.3 合理設(shè)計(jì)路線

在進(jìn)行射擊任務(wù)時(shí)，一架無(wú)人機(jī)的力量有限，如果脫離了其他無(wú)人機(jī)的配合協(xié)助，那么最終的射擊任務(wù)難以高效完成。所以在完成射擊任務(wù)過(guò)程中，需要安排多架無(wú)人機(jī)，同時(shí)也要注意不同無(wú)人機(jī)的任務(wù)分配，協(xié)調(diào)好它們之間的配合。合理設(shè)計(jì)路線是合理分配無(wú)人機(jī)任務(wù)的重要內(nèi)容，避免出現(xiàn)無(wú)人機(jī)線路的重復(fù)，減少畫(huà)面重合問(wèn)題的出現(xiàn)，從而提高無(wú)人機(jī)的利用效率。另外，減少無(wú)人機(jī)的交叉運(yùn)行航線，這樣可以有效提高畫(huà)面的美觀度，同時(shí)保證了原畫(huà)面的直觀效果[6]。

5.4 合理建立測(cè)量區(qū)域控制網(wǎng)

合理布置測(cè)量區(qū)域控制網(wǎng)，從控制點(diǎn)出發(fā)建立三角網(wǎng)平差，同時(shí)可以在早期階段應(yīng)用控制點(diǎn)，這樣后續(xù)如果需要進(jìn)行控制網(wǎng)加密，那么操作會(huì)更加方便。除此之外，后期需要統(tǒng)一坐標(biāo)系，做好坐標(biāo)計(jì)算工作。

6 結(jié)語(yǔ)

無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)繪技術(shù)在中國(guó)的應(yīng)用較晚，但是隨著技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用，其在工程測(cè)量和地質(zhì)測(cè)繪等方面的作用價(jià)值越來(lái)越突出，該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用范圍越來(lái)越大，在相關(guān)行業(yè)的應(yīng)用頻率也越來(lái)越高。在無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)繪技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中，相關(guān)人員必須要做好技術(shù)要點(diǎn)的把握，不能放過(guò)其中的任何一個(gè)環(huán)節(jié)步驟，這樣才能提高測(cè)量結(jié)果的精確性，滿足相關(guān)工程建設(shè)的需求。