淺析無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)在航道測(cè)繪中的應(yīng)用

汪族仁

摘 要：在科學(xué)技術(shù)水平不斷提升的大環(huán)境下，無(wú)人機(jī)技術(shù)作為新時(shí)期的先進(jìn)測(cè)量手段也在不斷地開(kāi)發(fā)與應(yīng)用。文章簡(jiǎn)要闡述了無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)的發(fā)展歷程，對(duì)當(dāng)前主要應(yīng)用的測(cè)量技術(shù)進(jìn)行解析，并就無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)在航道測(cè)繪中的應(yīng)用進(jìn)行重點(diǎn)探討。

關(guān)鍵詞：無(wú)人機(jī);傾斜攝影測(cè)量技術(shù);航道測(cè)繪;應(yīng)用

近年來(lái)，國(guó)家對(duì)長(zhǎng)江干線航道尺度的測(cè)量愈發(fā)重視，航道探索的信息化程度也在逐年完善。而航道測(cè)繪量的與日俱增，特別是監(jiān)測(cè)航道與急速測(cè)量所帶來(lái)的壓力不同往日，加之傳統(tǒng)的測(cè)量手段缺乏實(shí)效性，測(cè)量地質(zhì)災(zāi)害等較為復(fù)雜的環(huán)境時(shí)顯得力不從心。相對(duì)傳統(tǒng)技術(shù)而言，新型的無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)在航道測(cè)繪的表現(xiàn)上堪稱上佳，并且通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)測(cè)量方式進(jìn)行有效結(jié)合，使其具備更為強(qiáng)勁的測(cè)量實(shí)力，在進(jìn)一步提升測(cè)繪效率的同時(shí)也為工作人員減少了壓力。

1 無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)發(fā)展概述

無(wú)人機(jī)顧名思義就是利用無(wú)線遙感裝置控制無(wú)人操作的飛機(jī)，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，包括無(wú)人飛艇、無(wú)人傘翼機(jī)、無(wú)旋翼飛行機(jī)等各種機(jī)型相繼投入使用。無(wú)人機(jī)概念一般被認(rèn)為是二十世紀(jì)二十年代左右期間形成的，最早供部隊(duì)進(jìn)行靶機(jī)操演，后來(lái)直到九十年代隨著國(guó)際形勢(shì)的變化才被各國(guó)列為重點(diǎn)發(fā)展對(duì)象。

上個(gè)世紀(jì)九十年代末期，我國(guó)為提升科學(xué)實(shí)力緊跟發(fā)達(dá)國(guó)家腳步，加大了對(duì)無(wú)人機(jī)測(cè)量技術(shù)的探索，秉著對(duì)外學(xué)習(xí)、對(duì)內(nèi)總結(jié)的進(jìn)取態(tài)度，在科研人員夜以繼日地努力下，將我國(guó)的無(wú)人機(jī)測(cè)量水平提升到了應(yīng)有的高度，無(wú)論是蜿蜒崎嶇的山區(qū)地貌，亦或是多變復(fù)雜的氣候條件，無(wú)人機(jī)均能夠獲取所需信息資料，從而確保我國(guó)測(cè)量技術(shù)的質(zhì)變。

2 無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)分析

無(wú)人機(jī)傾斜攝影指的是無(wú)人機(jī)裝置能夠從多個(gè)角度、多個(gè)方向進(jìn)行拍攝從而收集資料信息，是一種將多個(gè)傳感器搭設(shè)到飛行平臺(tái)的先進(jìn)測(cè)量系統(tǒng)，與傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)相比，其具有著更強(qiáng)的精準(zhǔn)效果，體現(xiàn)在下述幾點(diǎn)：第一，無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)呈現(xiàn)的影像更加具有真實(shí)性，改善了傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)因直射功能所帶來(lái)的不足而引起的缺陷，特別對(duì)于盲點(diǎn)信息的采集更為詳細(xì);第二，無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)的功能更強(qiáng)、適用范圍更廣，能夠使整個(gè)物體的長(zhǎng)、寬、高、坡、角等要素一一呈現(xiàn);第三，在航道測(cè)繪工作中，需要將測(cè)量收集來(lái)的信息數(shù)據(jù)組建3D模型，利用無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)，在組建3D模型時(shí)可使用大量采集紋理的方法使建模速率產(chǎn)生質(zhì)變，同時(shí)對(duì)成本的要求也比較小，具備較強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)性與適用性。

3 無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)在航道測(cè)繪的具體使用

3.1 植被繁雜區(qū)域的應(yīng)用

由于無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)在航道測(cè)繪中應(yīng)用較為廣泛，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，將其應(yīng)用于植被繁雜區(qū)域。無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)主要依托于先進(jìn)的測(cè)量手段，利用航拍系統(tǒng)對(duì)同一脈沖進(jìn)行多次反射，在植被較為茂盛區(qū)域，利用無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)，將系統(tǒng)內(nèi)的激光束直接打在植被的枝葉或樹(shù)冠部位，如此循環(huán)，系統(tǒng)將收集到一組不同位置的三維激光坐標(biāo)點(diǎn)，根據(jù)坐標(biāo)點(diǎn)分層情況，完成對(duì)植被繁雜地區(qū)的地勢(shì)地貌相關(guān)數(shù)據(jù)信息的采集與傳輸，有效提升數(shù)據(jù)信息的準(zhǔn)確性與可靠性，彌補(bǔ)傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)與航拍系統(tǒng)在數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸與存儲(chǔ)方面存在的劣勢(shì)，為航道測(cè)繪工作的順利開(kāi)展提供精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)支持，進(jìn)一步提升航道測(cè)繪工作的準(zhǔn)度和精度，推進(jìn)我國(guó)航道探索向信息化、自動(dòng)化方向發(fā)展。

3.2 臨河設(shè)施的應(yīng)用

以長(zhǎng)江干線為例，長(zhǎng)江貫穿我國(guó)多個(gè)省市，江邊沿岸往往配備較多碼頭等臨河設(shè)施，由于碼頭緊鄰水岸，其水位一旦發(fā)生改變時(shí)碼頭的寬度、高度等參數(shù)也會(huì)受其影響。受限于傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)的缺陷，往常對(duì)碼頭進(jìn)行數(shù)據(jù)測(cè)量并得到反饋這一過(guò)程需要耗費(fèi)一年甚至幾年的時(shí)間，而且鄰江水位變化反復(fù)無(wú)常，測(cè)量某一時(shí)段的數(shù)據(jù)并不具備參考性。而無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)時(shí)效性強(qiáng)、周期短、精確度高，能夠準(zhǔn)確把握臨河設(shè)施因水位退漲所產(chǎn)生的變化，通過(guò)對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)的即時(shí)采集可第一時(shí)間被測(cè)繪人員獲悉，從面為航道測(cè)繪工作提供更為優(yōu)異的便利條件。

3.3 岸線洲灘的應(yīng)用

岸線洲灘也是極其容易變化的區(qū)域，應(yīng)用無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)收集相關(guān)信息有利于測(cè)繪工作的開(kāi)展。傳統(tǒng)的測(cè)量手段通常以全站儀測(cè)量技術(shù)為主，其測(cè)量效果不明顯，且工作成本需求量較大。而無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)全方位對(duì)岸線洲灘進(jìn)行投射，能夠真實(shí)且及時(shí)地反映出所需參數(shù)種類或?qū)傩浴ａ槍?duì)岸線洲灘的測(cè)量，要做到有效觀察布控點(diǎn)的分布情況及其周圍參照物的存在，保證測(cè)量圖片和航線在位置上的重疊性。

3.4 三維BIM設(shè)計(jì)的應(yīng)用

無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，不僅能夠真實(shí)地反映某一區(qū)域地形地貌及植被等特征，還可以利用差分GPS定位技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)空間地理位置信息的精準(zhǔn)嵌入，從而獲取更加精確、安全、可靠的數(shù)據(jù)信息，有效拓展與延伸了無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)在各領(lǐng)域中的應(yīng)用范圍，期間與三維BIM技術(shù)的融合發(fā)展逐漸加深，集中展現(xiàn)了當(dāng)前無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)向社會(huì)縱深領(lǐng)域融合發(fā)展的趨勢(shì)，從而推動(dòng)相關(guān)行業(yè)的快速發(fā)展。

無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)在BIM設(shè)計(jì)領(lǐng)域的應(yīng)用主要體現(xiàn)在獲取信息方面，利用該技術(shù)對(duì)目標(biāo)建設(shè)位置的地表情況、周邊環(huán)境、地形地勢(shì)、水文狀況等信息進(jìn)行獲取，結(jié)合相關(guān)數(shù)據(jù)信息，構(gòu)建起真實(shí)且具有高精度的地理環(huán)境場(chǎng)景，據(jù)此生成實(shí)景三維立體圖，接著利用BIM技術(shù)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境進(jìn)行精細(xì)化處理，構(gòu)建建筑建設(shè)三維模型，其中包括地表建設(shè)情況、基礎(chǔ)設(shè)施布置、物料倉(cāng)儲(chǔ)與管理、建設(shè)進(jìn)度等詳細(xì)內(nèi)容，加快實(shí)現(xiàn)建筑工程的信息化管理。同時(shí)，無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)與BIM技術(shù)的融合應(yīng)用，還被廣泛應(yīng)用于三維城市建模環(huán)節(jié)，通過(guò)技術(shù)融合的方式，獲取城市建筑外觀及內(nèi)部空間信息，實(shí)現(xiàn)建筑空間信息與周邊地理環(huán)境的共享，將其應(yīng)用于三維城市模型分析環(huán)節(jié)，有效降低BIM技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用成本，提高模型的精準(zhǔn)度。

3.5 地質(zhì)災(zāi)害的應(yīng)用

批量成像功能是無(wú)人機(jī)傾斜攝像測(cè)量技術(shù)有區(qū)別于傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)的一大體現(xiàn)，其測(cè)量效果時(shí)效性強(qiáng)且效率高?；谝陨咸攸c(diǎn)，當(dāng)發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害時(shí)為了及時(shí)獲取當(dāng)?shù)匦畔ⅲ褂脽o(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)就成為了第一選擇。在無(wú)人機(jī)技術(shù)實(shí)際操作中往往不會(huì)受客觀因素的制約，可全方位無(wú)盲點(diǎn)對(duì)任何地域展開(kāi)測(cè)量作業(yè)，并且能夠批量收集相關(guān)數(shù)據(jù)，通過(guò)參數(shù)觀察及時(shí)了解地質(zhì)災(zāi)害對(duì)該地區(qū)的影響，從而確保航道測(cè)繪工作效率穩(wěn)步提升。

3.6 大比例測(cè)繪的應(yīng)用

除上述作用以外，無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)還具有大比例測(cè)繪功能，其比例通常設(shè)置在1：500，該數(shù)值比也可隨測(cè)繪需求的改變而擴(kuò)大或減小?；跓o(wú)人傾斜攝影測(cè)量技術(shù)成本少、信息精確度高、周期適中等特點(diǎn)，改善了以往使用傳統(tǒng)測(cè)繪技術(shù)所導(dǎo)致的工作效率低下、沒(méi)有按時(shí)完成任務(wù)等問(wèn)題，其圖像分辨率更加清晰，為大比例測(cè)繪工作提供了功能保障。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)雖然具備較多優(yōu)點(diǎn)，但是其不足之處也是需要我們認(rèn)真對(duì)待的，比如常見(jiàn)的無(wú)人機(jī)續(xù)航問(wèn)題，特別是在批量測(cè)繪數(shù)據(jù)時(shí)這一不足體現(xiàn)的更為明顯，會(huì)影響到數(shù)據(jù)采集的完成度。此外，惡劣天氣是無(wú)人機(jī)測(cè)量工作開(kāi)展的隱患之一，無(wú)人機(jī)受風(fēng)雨雷電等客觀條件影響其安全性也無(wú)法保證，因此，在開(kāi)展無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量工作時(shí)，還需依照客觀環(huán)境謹(jǐn)慎進(jìn)行。

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