無人機(jī)遙感技術(shù)在測繪工程中的應(yīng)用

王宇翔

航天宏圖信息技術(shù)股份有限公司 北京 100195

1 無人機(jī)遙感技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及功能

1.1 無人機(jī)遙感技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

無人機(jī)測量技術(shù)的應(yīng)用主要以低空遙感技術(shù)應(yīng)用為主，該類應(yīng)用可精確捕捉分辨率高的影像圖，提升地理信息的獲取速度。無人機(jī)遙感技術(shù)應(yīng)用條件較高，需要結(jié)合其他技術(shù)，才能充分發(fā)揮無人機(jī)遙感技術(shù)價(jià)值。對(duì)于無人機(jī)遙感技術(shù)中的缺陷，可通過多種測繪手段進(jìn)行彌補(bǔ)，保證無人機(jī)遙感技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)一步擴(kuò)充。

1.2 無人機(jī)遙感技術(shù)的功能

1.2.1 影像資料的獲取。無人機(jī)在工作過程中，飛行路線比較固定，相關(guān)工作人員需要根據(jù)實(shí)際情況，提前設(shè)計(jì)飛行線路，選擇合適的操控平臺(tái)。從影像獲取角度，人們通過無人機(jī)遙感技術(shù)獲取影像更合理。

無人機(jī)整個(gè)飛行幅度有限，偏角較大，在實(shí)際影響資料獲取過程中，可提升畫面的立體感，強(qiáng)化數(shù)據(jù)處理效果和水準(zhǔn)。為此，工作人員需要提前在無人機(jī)上安裝拍攝系統(tǒng)，保證無人機(jī)在飛行過程中獲取相應(yīng)的高清圖像信息[2]。

1.2.2 科學(xué)處理數(shù)據(jù)。首先，無人機(jī)搭載的數(shù)碼相機(jī)可合理調(diào)節(jié)鏡頭焦距，在飛行時(shí)，可滿足多方面的拍攝要求，呈現(xiàn)更好的拍攝效果，可強(qiáng)化無人機(jī)工作效率和質(zhì)量，使數(shù)字圖像數(shù)據(jù)更精準(zhǔn)。

如果在礦山監(jiān)測方面應(yīng)用無人機(jī)遙感技術(shù)，可明確礦山生態(tài)情況，可為計(jì)算機(jī)傳輸很多信息數(shù)據(jù)，并與其他先進(jìn)遙感技術(shù)結(jié)合，維護(hù)礦山生態(tài)保護(hù)工作有序開展，避免礦山生態(tài)保護(hù)工作質(zhì)量受到影響。

2 無人機(jī)遙感測繪技術(shù)的優(yōu)勢

2.1 確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確

現(xiàn)階段，在我國工程測繪中，無人機(jī)遙感技術(shù)得到充分利用，可有效確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，為工程施工的質(zhì)量提供充分參考。該技術(shù)在應(yīng)用過程中，需在其他技術(shù)的支持下完成測繪作業(yè)，以此提高工程的質(zhì)量，保證數(shù)據(jù)的真實(shí)可靠。同時(shí)在實(shí)際的測繪過程中，結(jié)合工程的具體情況，可對(duì)技術(shù)進(jìn)行不斷的改進(jìn)，完善其設(shè)計(jì)的內(nèi)容，提高其測繪的速度。利用無人機(jī)遙感技術(shù)可對(duì)測繪地區(qū)進(jìn)行全面的勘察，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行充分的保管，防止重要信息丟失。

2.2 提高測繪效率

無人機(jī)遙感技術(shù)的出現(xiàn)對(duì)工程測繪具有較為重要的作用，可有效減少工作人員的工作量，打破傳統(tǒng)的人工測繪方式。該技術(shù)的測繪流程較為簡便，充分提高工作人員的工作效率，避免出現(xiàn)較大的失誤，保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。同時(shí)，在該技術(shù)的應(yīng)用下，可對(duì)工程進(jìn)行快速測繪，使其能夠盡快地完成有關(guān)作業(yè)，縮短測繪的時(shí)間。另外，在惡劣的環(huán)境條件下，無人機(jī)也可正常使用，對(duì)工程進(jìn)行良好的測繪，更好地完成測繪工作，為工程質(zhì)量提供有力的保障[1]。

2.3 降低測繪成本

在工程測繪過程中，利用無人機(jī)遙感技術(shù)，還可有效地降低測繪成本。由于工程中各項(xiàng)流程較為煩瑣，在實(shí)際的測繪中難度較大，傳統(tǒng)的人工測繪需使用大量的人力物力，使得工程測繪的成本不斷增加。同時(shí)，利用衛(wèi)星以及飛機(jī)對(duì)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行充分的獲取，其成本仍相對(duì)較高。為此，技術(shù)人員不斷加強(qiáng)研究，針對(duì)工程測繪，完善技術(shù)的內(nèi)容，通過對(duì)無人機(jī)遙感技術(shù)的應(yīng)用，有效降低了工程測繪的經(jīng)濟(jì)成本。

3 無人機(jī)遙感技術(shù)在測繪工程中的具體運(yùn)用

3.1 采集測繪數(shù)據(jù)

測繪工程應(yīng)用無人機(jī)遙感技術(shù)，可以實(shí)時(shí)采集各類測繪數(shù)據(jù)，其間，測繪人員要明確測繪技術(shù)要點(diǎn)和相關(guān)注意事項(xiàng)，從而更好地實(shí)現(xiàn)高清數(shù)據(jù)的捕捉和傳輸。在無人機(jī)遙感測繪過程中，數(shù)據(jù)獲取方式主要有兩種。

一是測繪人員根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和地形觀測結(jié)果，規(guī)劃測繪路線，調(diào)整數(shù)據(jù)采集模式，通過對(duì)不同區(qū)域的判斷，確定無人機(jī)數(shù)據(jù)采集參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)測量。無人機(jī)參數(shù)的確定可以為實(shí)際操作提供指導(dǎo)。人們要分析測繪數(shù)據(jù)資料，進(jìn)一步保障測繪數(shù)據(jù)資料的有效性和精準(zhǔn)性，不斷提升測繪質(zhì)量。通常，在復(fù)雜地形環(huán)境下，人們要控制無人機(jī)飛行速度、飛行高度以及相機(jī)參數(shù)，有效提高數(shù)據(jù)精度，使測繪圖像信息更加清晰，分辨率更高。

二是測繪系統(tǒng)自動(dòng)獲取數(shù)據(jù)，通過記錄和分析多種測繪數(shù)據(jù)，測繪系統(tǒng)能夠運(yùn)用大數(shù)據(jù)自動(dòng)選取和調(diào)整路線，人們只需要規(guī)劃起始路線，無人機(jī)即可通過自動(dòng)導(dǎo)航方式進(jìn)行飛行控制和數(shù)據(jù)采集。人們需要綜合考慮測繪區(qū)域環(huán)境、測繪效率和數(shù)據(jù)質(zhì)量等因素，確定數(shù)據(jù)采集方式。測繪系統(tǒng)不僅可以自動(dòng)采集數(shù)據(jù)，還支持?jǐn)?shù)據(jù)加密處理，若測繪保密性強(qiáng)，則可通過無人機(jī)遙感技術(shù)來采集測繪數(shù)據(jù)。

3.2 對(duì)復(fù)雜惡劣區(qū)域的測繪

在一些地形復(fù)雜或環(huán)境惡劣的地理?xiàng)l件中，想要提高對(duì)區(qū)域環(huán)境和數(shù)據(jù)信息的了解，則需要使用無人機(jī)遙感技術(shù)，在復(fù)雜的工程測繪中，通過合理的操控，能夠有效地獲取相應(yīng)的數(shù)據(jù)。

在無人機(jī)設(shè)備上安裝GPS系統(tǒng)，結(jié)合地圖來對(duì)該區(qū)域各部分進(jìn)行合理的探測。工作人員根據(jù)地圖中的標(biāo)記來確定無人機(jī)的飛行路線，針對(duì)復(fù)雜的區(qū)域進(jìn)行圖像攝取和數(shù)據(jù)采集。使用系統(tǒng)中的多種成像技術(shù)，根據(jù)不同的要求，如距離、精確度和圖像效果，以及角度等進(jìn)行測繪，不斷地滿足測繪人員的需求。在惡劣復(fù)雜的環(huán)境中進(jìn)行測繪，一般該處區(qū)域無法由人進(jìn)行實(shí)地的考察和測繪，通過無人機(jī)遙感技術(shù)的使用，能夠幫助繪制距離地面較近的位置，獲得精確度較高的圖形和信息。通過低空飛行技術(shù)，能夠更好地對(duì)環(huán)境情況進(jìn)行把握，有利于測繪單位對(duì)該區(qū)域進(jìn)行合理的規(guī)劃和設(shè)計(jì)。

3.3 城市規(guī)劃中的使用

在對(duì)城市進(jìn)行規(guī)劃時(shí)，需要使用無人機(jī)遙感技術(shù)對(duì)整體城市的信息和數(shù)據(jù)進(jìn)行探測和獲取。

首先，應(yīng)對(duì)測繪的區(qū)域進(jìn)行像控布設(shè)。一般而言，在進(jìn)行像控布設(shè)時(shí)，需要設(shè)置正方形網(wǎng)格，并設(shè)置像控點(diǎn)。像控點(diǎn)的數(shù)量和精度對(duì)于航測的數(shù)據(jù)精確度有較大的影響。因此，在實(shí)際的測繪時(shí)，應(yīng)根據(jù)無人機(jī)的翼型和測量的范圍來對(duì)像控點(diǎn)數(shù)量進(jìn)行設(shè)置。在進(jìn)行設(shè)置時(shí)，應(yīng)保證誤差在允許的范圍內(nèi)，提高測繪的準(zhǔn)確度。

其次，規(guī)劃航線和區(qū)域。在對(duì)城市進(jìn)行規(guī)劃時(shí)，應(yīng)該明確想要測量的區(qū)域，以及測繪的重點(diǎn)區(qū)域，根據(jù)實(shí)際的需求和無人機(jī)飛行的特點(diǎn)等來對(duì)飛行航線進(jìn)行測量，使其測繪的結(jié)果滿足測繪單位的實(shí)際需求。另外，無人機(jī)在飛行過程中，會(huì)受到風(fēng)速和溫度的影響，風(fēng)速過大會(huì)降低無人機(jī)的測繪精準(zhǔn)度。因此，應(yīng)對(duì)不同的測繪區(qū)域進(jìn)行劃分，根據(jù)分類標(biāo)準(zhǔn)來對(duì)無人機(jī)的高度進(jìn)行調(diào)整，以此獲得更合理的測繪結(jié)果[3]。

最后，處理影像數(shù)據(jù)。由于無人機(jī)中安裝的照相機(jī)在對(duì)環(huán)境進(jìn)行拍攝時(shí)，可能會(huì)受到光的影響，導(dǎo)致圖像中存在光學(xué)畸變的現(xiàn)象，使得實(shí)際的測量數(shù)值和圖像不符合，出現(xiàn)一定的誤差。在對(duì)城市進(jìn)行拍攝時(shí)，需要對(duì)拍攝角度和拍攝空間等進(jìn)行合理的設(shè)置，通過后期的數(shù)據(jù)處理，對(duì)圖像進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換，并使用有關(guān)的幾何模型等對(duì)圖像進(jìn)行校正。根據(jù)不同圖像之間的關(guān)系進(jìn)行交互式處理，識(shí)別圖片中的影像，并快速地進(jìn)行拼接，提高整體圖像處理的質(zhì)量和整體圖像的精確度與完整度。

3.4 大比例尺中的測繪

在對(duì)地形空間較大的區(qū)域，如農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)區(qū)等大比例尺區(qū)域的測繪中，需要測繪單位對(duì)區(qū)域內(nèi)的地形和影像等數(shù)據(jù)進(jìn)行測量，獲取相應(yīng)的數(shù)據(jù)。使用無人機(jī)遙感技術(shù)能夠?qū)Σ煌h(huán)境中的地理空間數(shù)據(jù)進(jìn)行測繪，在短時(shí)間內(nèi)能夠完成整片區(qū)域內(nèi)的信息和測繪重點(diǎn)的數(shù)據(jù)獲取。

在實(shí)際的測繪時(shí)，無人機(jī)需根據(jù)指定的飛行航線和設(shè)計(jì)要求執(zhí)行，以保證飛行的穩(wěn)定度和數(shù)據(jù)的全面性。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)工程師的具體需求進(jìn)行調(diào)整，使其能夠滿足飛行需求和圖像獲取條件。使用專業(yè)的軟件和信息處理系統(tǒng)，在地圖和導(dǎo)航的支持下，對(duì)整體的航拍過程進(jìn)行控制，保證數(shù)據(jù)能夠符合要求。

3.5 突發(fā)事件的應(yīng)用

對(duì)于自然災(zāi)害的發(fā)生，人類無法阻擋，也難以避免。但當(dāng)無法避免的自然災(zāi)害發(fā)生時(shí)人類卻可以采取相應(yīng)措施實(shí)行預(yù)防、挽救損失，降低自然災(zāi)害造成的影響。對(duì)此人類應(yīng)該重視自然災(zāi)害發(fā)生后的重建安置處理工作，提高災(zāi)害發(fā)生后的應(yīng)急處理效率。當(dāng)大型自然災(zāi)害形成時(shí)，相關(guān)救援人員發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，而相關(guān)地理環(huán)境的實(shí)際情況將會(huì)影響施救人員的工作效率。在災(zāi)害發(fā)生后的第一時(shí)間應(yīng)獲取該地區(qū)的地理地形信息，并且根據(jù)地形發(fā)生的變化精確安排施救措施。與此同時(shí)，需要獲得受害者的具體位置。如果在施救過程中進(jìn)行信息測量，采用的是傳統(tǒng)的人工測量方法，這將會(huì)大大降低施救效率與施救速度，浪費(fèi)施救時(shí)間，如此一來，受害者的生命財(cái)產(chǎn)安全將會(huì)得不到有效保障。反之，如果在施救過程中利用無人機(jī)遙感技術(shù)，能夠迅速對(duì)受災(zāi)地區(qū)的地理地形環(huán)境進(jìn)行全面精確把控收集，并且能在短時(shí)間內(nèi)制定一套援救計(jì)劃，最大限度保證受害者的生命財(cái)產(chǎn)安全。

4 無人機(jī)遙感技術(shù)在測繪工程中應(yīng)用的對(duì)策

4.1 優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)傳輸功能

在無人機(jī)遙感技術(shù)在測繪工程測量實(shí)際應(yīng)用中，最主要的改善措施在于優(yōu)化無人機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳輸質(zhì)量，從技術(shù)應(yīng)用效果以及測繪質(zhì)量控制出發(fā)，不斷提升網(wǎng)絡(luò)傳輸質(zhì)量。在具體的技術(shù)應(yīng)用過程中，關(guān)于優(yōu)化無人機(jī)的網(wǎng)絡(luò)傳輸質(zhì)量，測繪相關(guān)工作人員以及相應(yīng)的技術(shù)支持人員應(yīng)當(dāng)不斷優(yōu)化無人機(jī)的信號(hào)接收裝置，合理調(diào)整無人機(jī)技術(shù)的應(yīng)用計(jì)劃，確保無人機(jī)遙感技術(shù)能夠在良好的氣候環(huán)境下實(shí)施測繪作業(yè)。另外，在無人機(jī)信號(hào)裝置的安裝過程中，可以以高點(diǎn)位為首選位置，將信號(hào)接收裝置設(shè)置其中，從而信號(hào)傳輸質(zhì)量能夠得到非常明顯的提升，避免由于信號(hào)傳輸質(zhì)量問題，對(duì)測繪工程測量工作造成影響。

4.2 提升專業(yè)人員素質(zhì)

無人機(jī)遙感技術(shù)在實(shí)際的測繪工程測量應(yīng)用中具有非常高的的專業(yè)性要求，需要相關(guān)人員配合現(xiàn)場指揮員對(duì)無人機(jī)的運(yùn)行進(jìn)行科學(xué)、有效的控制。無人機(jī)遙感技術(shù)操作人員的專業(yè)技能高低將直接影響到測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。就此，提高操作人員的專業(yè)技能對(duì)提高無人機(jī)遙感技術(shù)在測繪工程測量中的應(yīng)用質(zhì)量具有重要作用。在人員的培訓(xùn)過程中，為了不斷提升無人機(jī)操作人員的綜合素質(zhì)與技能，測繪單位的管理人員應(yīng)當(dāng)定期在部門內(nèi)部開展相應(yīng)的技能培訓(xùn)工作，通過無人機(jī)等設(shè)備操控技能培訓(xùn)工作的開展，并在條件允許情況下實(shí)施相應(yīng)的模擬訓(xùn)練，確保測繪作業(yè)效率得到有效提升，現(xiàn)場協(xié)調(diào)配合效果更佳，測量測量質(zhì)量得到更加明顯的增強(qiáng)。

4.3 落實(shí)設(shè)備硬件維護(hù)工作

在測繪工程測量工作中，無人機(jī)遙感技術(shù)在測繪工程中的實(shí)際應(yīng)用主要依賴于無人機(jī)中各項(xiàng)硬件設(shè)備的運(yùn)行與工作。在無人機(jī)運(yùn)行過程中，無人機(jī)設(shè)備、智能終端設(shè)備以及信號(hào)接收設(shè)備等基本性能將對(duì)無人機(jī)遙感技術(shù)的數(shù)據(jù)測量質(zhì)量造成非常巨大的影響。因此，在實(shí)施具體的測繪作業(yè)之前，測繪人員還應(yīng)注意實(shí)施相關(guān)硬件設(shè)備的維護(hù)作業(yè)。其中在無人機(jī)設(shè)備的維修過程中，首先應(yīng)當(dāng)從無人機(jī)葉輪維修、清潔維修以及固定裝置檢查等方面實(shí)施。在無人機(jī)設(shè)備硬件維護(hù)工作的開展過程中，其中無人機(jī)信號(hào)接收裝置可以通過信號(hào)強(qiáng)度測試、傳輸通暢性測試以及維護(hù)等方式來實(shí)現(xiàn)。對(duì)于無人機(jī)中的智能終端處理設(shè)備維護(hù)，相關(guān)技術(shù)支持人員可以通過將處理軟件中的冗余文件刪除、存儲(chǔ)卡升級(jí)以及GPU升級(jí)等方式進(jìn)行基礎(chǔ)硬件的維護(hù)，以此不斷提高無人機(jī)基礎(chǔ)應(yīng)用性能，確保測繪工作質(zhì)量。

5 結(jié)束語

科技是第一生產(chǎn)力，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展推動(dòng)科學(xué)技術(shù)不斷創(chuàng)新，為人們的生產(chǎn)生活帶來了諸多便利，提升了人們生活的質(zhì)量與效率。尤其是在測繪工程的應(yīng)用中，無人機(jī)遙感技術(shù)的研發(fā)大大提高了測繪工程數(shù)據(jù)的精確度，在測繪工程運(yùn)用中有著不可動(dòng)搖的地位。