測(cè)繪工作中測(cè)繪遙感技術(shù)的應(yīng)用研究

魏鑫

（湖北省電力勘測(cè)設(shè)計(jì)院有限公司，湖北武漢430040）

0 引言

在現(xiàn)代化背景下，我國(guó)各行各業(yè)均逐步開(kāi)展數(shù)字化變革，測(cè)繪行業(yè)也不例外，遙感技術(shù)在測(cè)繪工作中發(fā)揮巨大優(yōu)勢(shì)，在傳感器裝置輔助下可完成實(shí)時(shí)性、真實(shí)性測(cè)繪數(shù)據(jù)捕捉，且可承載較大數(shù)據(jù)信息量，因此在當(dāng)前測(cè)繪工作中，測(cè)繪遙感技術(shù)成為核心手段，在地質(zhì)勘察、城市規(guī)劃、海岸測(cè)量及地圖繪制中均發(fā)揮重要作用，但遙感技術(shù)仍存在提升空間，在未來(lái)發(fā)展中可進(jìn)一步增強(qiáng)測(cè)繪效果。

1 測(cè)繪遙感技術(shù)在測(cè)繪工作中的應(yīng)用流程

1.1 確定目標(biāo)區(qū)域

運(yùn)用測(cè)繪遙感技術(shù)展開(kāi)測(cè)繪工作前，應(yīng)根據(jù)測(cè)繪目標(biāo)選定測(cè)繪區(qū)域，并向當(dāng)?shù)刂鞴懿块T(mén)審定空域，同時(shí)進(jìn)行備案，防止被認(rèn)定為黑飛而擊落遙感測(cè)繪設(shè)備，檢查測(cè)繪設(shè)備及傳感器裝置，確保設(shè)備性能完好后將其放置于待測(cè)繪區(qū)域。確定好測(cè)繪目標(biāo)區(qū)域后，進(jìn)行測(cè)繪設(shè)備試測(cè)，測(cè)繪人員根據(jù)試測(cè)精準(zhǔn)度調(diào)整測(cè)繪高度及參數(shù)，同時(shí)為避免出現(xiàn)測(cè)繪空白，盡可能將測(cè)繪區(qū)域設(shè)定為規(guī)則圖案，并檢查測(cè)繪高度區(qū)域內(nèi)是否存在障礙物或信號(hào)塔等干擾建筑，根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整測(cè)繪區(qū)域，清除障礙物，必要時(shí)應(yīng)調(diào)整測(cè)繪線路。

1.2 設(shè)計(jì)測(cè)繪線路

在大規(guī)模測(cè)繪工作中，通常需設(shè)置多個(gè)測(cè)繪點(diǎn)，并從中選取關(guān)鍵位置測(cè)繪點(diǎn)進(jìn)行重點(diǎn)控制，便于自動(dòng)識(shí)別技術(shù)獲得測(cè)繪信息，提高測(cè)繪結(jié)果代表性。完成測(cè)繪點(diǎn)布設(shè)后，應(yīng)根據(jù)測(cè)繪計(jì)劃及測(cè)繪點(diǎn)數(shù)量規(guī)劃測(cè)繪線路，使遙感測(cè)繪工作規(guī)范化進(jìn)行，消除空白測(cè)繪問(wèn)題，提高測(cè)繪效率，保障數(shù)據(jù)真實(shí)性及精確度。測(cè)繪線路的確定應(yīng)根據(jù)測(cè)繪點(diǎn)布設(shè)情況確定，將各測(cè)繪點(diǎn)串聯(lián)，以此得到空中遙感測(cè)繪線路，使遙感測(cè)繪設(shè)備按線路完呈勘測(cè)及拍攝工作。

1.3 獲取實(shí)測(cè)資料

測(cè)繪設(shè)備完成數(shù)據(jù)采集及圖像拍攝后，可運(yùn)用RS技術(shù)將所獲得的實(shí)測(cè)資料傳遞至地面控制中心，由于遙感測(cè)繪過(guò)程中設(shè)備處于高空飛行狀態(tài)，若采用無(wú)線傳輸方式進(jìn)行資料傳遞，則易受到信號(hào)干擾而影響圖像及數(shù)據(jù)精度。遙感技術(shù)具全方位、無(wú)死角拍攝測(cè)繪優(yōu)勢(shì)，可確保測(cè)繪精準(zhǔn)度，且可運(yùn)用機(jī)載微型計(jì)算機(jī)完成數(shù)據(jù)過(guò)濾及失真數(shù)據(jù)刪除，經(jīng)初步處理后實(shí)測(cè)資料存儲(chǔ)量降低，更易于數(shù)據(jù)順數(shù)及保存[1]。

1.4 測(cè)繪數(shù)據(jù)處理

運(yùn)用測(cè)繪遙感技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集存在數(shù)碼數(shù)據(jù)排列不規(guī)則特點(diǎn)，且受光照等因素影響，圖像易產(chǎn)生陰影，同時(shí)由于遙感設(shè)備按特定角度及航線采集數(shù)據(jù)，在俯沖與轉(zhuǎn)彎過(guò)程中將產(chǎn)生較大偏差，產(chǎn)生畸變現(xiàn)象，圖1為遙感圖像畸變過(guò)程，由此可見(jiàn)，完成數(shù)據(jù)采集后應(yīng)對(duì)其進(jìn)行處理修正，通常情況下選用無(wú)人機(jī)作為遙感技術(shù)測(cè)繪設(shè)備，所搭載的數(shù)碼相機(jī)為自動(dòng)變焦鏡頭，在實(shí)際測(cè)繪工作中，可通過(guò)調(diào)整相機(jī)焦距改變測(cè)繪參數(shù)。

圖1 遙感圖像畸變過(guò)程

2 測(cè)繪遙感技術(shù)在測(cè)繪工作中的具體應(yīng)用

2.1 礦山測(cè)繪應(yīng)用

礦山測(cè)繪是當(dāng)前主要測(cè)繪工作之一，主要為降低礦山開(kāi)采過(guò)程中環(huán)境的破壞，以礦山測(cè)繪結(jié)果為依據(jù)，提高礦山開(kāi)采合理性，便于開(kāi)采人員明確礦山地貌地形，有針對(duì)性地制定開(kāi)采計(jì)劃，但傳統(tǒng)測(cè)繪手段受技術(shù)限制及復(fù)雜環(huán)境感染，無(wú)法實(shí)現(xiàn)精細(xì)化礦山測(cè)量，導(dǎo)致礦山測(cè)繪工作耗時(shí)長(zhǎng)且精準(zhǔn)度低，造成極大財(cái)力、物力、人力損耗，而將測(cè)繪遙感技術(shù)引入礦山測(cè)繪工作中，可有效彌補(bǔ)傳統(tǒng)測(cè)繪技術(shù)缺陷，在遙感設(shè)備及傳感器裝置應(yīng)用下獲得全面化礦山地形外貌數(shù)據(jù)及圖像，并采用無(wú)線傳輸技術(shù)、RS技術(shù)將實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)傳輸至控制器，使礦山測(cè)繪人員可在較短時(shí)間內(nèi)獲得精準(zhǔn)化礦山數(shù)據(jù)，為礦山開(kāi)采計(jì)劃制定提供真實(shí)數(shù)據(jù)保障。

2.2 城市規(guī)劃測(cè)量

近年來(lái)，我國(guó)社會(huì)發(fā)展速度較快，并逐漸趨向智慧城市發(fā)展，在城市規(guī)劃過(guò)程中，為保障城市規(guī)劃質(zhì)量，應(yīng)對(duì)現(xiàn)有城市結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面了解，運(yùn)用城市測(cè)繪手段為規(guī)劃發(fā)展提供數(shù)據(jù)支持。城市建筑高低不一，測(cè)繪難度較高，此時(shí)可運(yùn)用測(cè)繪遙感技術(shù)展開(kāi)城市測(cè)繪工作，為城市規(guī)劃及設(shè)計(jì)提供實(shí)測(cè)資料，并基于坐標(biāo)數(shù)據(jù)及遙感影像建立的城市數(shù)字模型，根據(jù)遙感技術(shù)幫助城市規(guī)劃人員做出正確判斷。城市規(guī)劃效果可直接決定城市未來(lái)走向，一旦測(cè)繪數(shù)據(jù)及影像誤差較大，則會(huì)給予規(guī)劃人員錯(cuò)誤信號(hào)，繼而導(dǎo)致城市規(guī)劃偏離原有計(jì)劃，因此需最大限度保障測(cè)繪精準(zhǔn)度，而遙感技術(shù)測(cè)繪精度符合城市規(guī)劃設(shè)計(jì)要求，可根據(jù)測(cè)繪需求調(diào)整遙感設(shè)備角度，以此獲得所需城市數(shù)據(jù)，且可根據(jù)實(shí)際測(cè)繪效果調(diào)整到遙感設(shè)備航行線路，最大限度保障城市規(guī)劃效果。圖2為城市測(cè)繪4D模型形成過(guò)程，根據(jù)測(cè)繪需求確定測(cè)繪區(qū)域，導(dǎo)入原始數(shù)據(jù)及影像數(shù)據(jù)，設(shè)置參數(shù)，導(dǎo)入控制點(diǎn)數(shù)據(jù)，并基于各類(lèi)算法軟件完成數(shù)據(jù)處理及修正，最終獲得城市4D模型，為城市規(guī)劃設(shè)計(jì)人員提供依據(jù)。

圖2 城市測(cè)繪4D模型形成過(guò)程

2.3 海岸地形測(cè)量

在長(zhǎng)期城市化發(fā)展進(jìn)程中，生態(tài)環(huán)境遭受?chē)?yán)重破壞，海洋環(huán)境污染尤為嚴(yán)重，為保障水產(chǎn)養(yǎng)殖經(jīng)濟(jì)效益，保護(hù)海洋環(huán)境等生態(tài)效益，養(yǎng)殖人員需詳細(xì)規(guī)劃海洋養(yǎng)殖區(qū)域，但在海水侵蝕及長(zhǎng)期沖刷下，海岸線曲折，養(yǎng)殖人員無(wú)法在較短時(shí)間內(nèi)獲取海岸線數(shù)據(jù)及養(yǎng)殖區(qū)域地形，此時(shí)可運(yùn)用遙感技術(shù)進(jìn)行海岸線測(cè)繪，對(duì)海洋養(yǎng)殖區(qū)低速航拍，以此獲得真實(shí)、清晰地養(yǎng)殖數(shù)據(jù)，但海洋周邊區(qū)域氣象變化頻繁，且存在潮汐現(xiàn)象，因此運(yùn)用遙感技術(shù)進(jìn)行海岸地形測(cè)量前，應(yīng)對(duì)天氣及海洋潮汐進(jìn)行預(yù)測(cè)，最大限度保障海岸地形測(cè)繪精度。

2.4 控制制圖比例

繪制各類(lèi)地圖是測(cè)繪工作主要內(nèi)容之一，運(yùn)用遙感技術(shù)可根據(jù)地圖繪制需求調(diào)整傳感器測(cè)繪尺寸，并通過(guò)傳感器屏幕顯示出測(cè)繪分辨率，此時(shí)可得到最小像元空間分辨率。遙感技術(shù)測(cè)繪數(shù)據(jù)及圖像主要借助傳感器獲得，運(yùn)用遙感技術(shù)繪制各類(lèi)地圖時(shí)，應(yīng)結(jié)合地圖需求控制制圖目標(biāo)尺寸及成圖比例尺，以此保障成圖分辨率合格。空間分辨率可直接決定制圖比例，兩者聯(lián)系密切，在制圖過(guò)程中，可運(yùn)用遙感技術(shù)識(shí)別圖像數(shù)據(jù)獲取時(shí)間，詳細(xì)分析獲取方式，兼顧地圖精度及比例尺寸，以此提高各類(lèi)地圖繪制效率及質(zhì)量。

3 測(cè)繪工程中測(cè)繪遙感技術(shù)未來(lái)發(fā)展方向

3.1 環(huán)境適應(yīng)性

無(wú)人機(jī)是當(dāng)前遙感技術(shù)常用設(shè)備，在測(cè)繪領(lǐng)域發(fā)揮重要作用，為進(jìn)一步增強(qiáng)測(cè)繪遙感技術(shù)精度及航拍效果，應(yīng)以無(wú)人機(jī)設(shè)備為切入點(diǎn)，通過(guò)優(yōu)化設(shè)備提升遙感技術(shù)測(cè)繪效果。當(dāng)前無(wú)人機(jī)遙感測(cè)繪存在一定限制，例如在區(qū)域規(guī)模較大的高原環(huán)境下，若存在大型無(wú)人機(jī)進(jìn)行測(cè)繪，可能導(dǎo)致大型無(wú)人機(jī)無(wú)法在較短時(shí)間內(nèi)降落，若采用小型無(wú)人機(jī)，則易受到高原氣流干擾而降低航拍精度，出現(xiàn)影像重疊現(xiàn)象，因此在測(cè)繪遙感技術(shù)未來(lái)發(fā)展中，提高遙感技術(shù)環(huán)境適應(yīng)性是極有必要的，需對(duì)無(wú)人機(jī)等遙感設(shè)備抗風(fēng)性及起降技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，減少環(huán)境對(duì)測(cè)繪效果的干擾[2]。

3.2 控制便捷化

遙感技術(shù)主要借助傳感器完成數(shù)據(jù)采集及影像拍攝，但部分無(wú)人機(jī)設(shè)備受到體積因素影響而無(wú)法安裝性能優(yōu)異的傳感器，導(dǎo)致遙感技術(shù)測(cè)繪精度下降，同時(shí)為獲得精準(zhǔn)化、真實(shí)化測(cè)繪數(shù)據(jù)，需設(shè)備操作人員時(shí)刻關(guān)注設(shè)備航向，根據(jù)測(cè)繪實(shí)際情況調(diào)整航拍角度，但當(dāng)前大部分無(wú)人機(jī)設(shè)備控制方式復(fù)雜，操作人員易產(chǎn)生失誤而降低測(cè)繪效果，因此在測(cè)繪遙感技術(shù)未來(lái)發(fā)展中，控制便捷化將是主要方向，以此提高測(cè)繪質(zhì)量[3]。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，應(yīng)用遙感技術(shù)進(jìn)行測(cè)繪工作中，應(yīng)按確定目標(biāo)區(qū)域、設(shè)計(jì)測(cè)繪線路、獲取實(shí)測(cè)資料、測(cè)繪數(shù)據(jù)處理的步驟展開(kāi)應(yīng)用。在當(dāng)前測(cè)繪工作中，遙感技術(shù)主要應(yīng)用在礦山測(cè)繪應(yīng)、城市規(guī)劃、海岸測(cè)量、地圖繪制四個(gè)領(lǐng)域，在測(cè)繪工作未來(lái)發(fā)展中，測(cè)繪遙感技術(shù)將從環(huán)境適應(yīng)性、控制便捷化兩個(gè)方面進(jìn)一步提升，以此更好地展開(kāi)測(cè)繪工作。