無人機遙感技術在工程測量中的應用

王東興 楚立剛

山東明嘉勘察測繪有限公司 山東淄博 255000

隨著高新技術的發(fā)展，計算機、通信技術不斷更新，我國無人機產(chǎn)業(yè)取得了巨大的成績，尤其是在遙感測繪方面，借助無人機平臺的應用為各個行業(yè)提供了更快、更優(yōu)的測繪服務保障。無人機遙感技術是一種新型應用測繪技術，在機動性、靈活性方面優(yōu)勢較為顯著，測繪效率高、經(jīng)濟性好，可勝任快速實時對地調查監(jiān)測任務。文章著重圍繞此技術展開詳細分析。

1 無人機遙感系統(tǒng)組成

近年來，國內無人機遙感領域研究熱度居高不下，打造了不少知名品牌，包括億航、中科遙感、昊翔、華科爾、大疆等，結合《中華人民共和國測繪行業(yè)標準》（CH/T1013—2005）要求，無人機遙感系統(tǒng)組成包括七大組成部分。

（1）飛行平臺：指無人機機體本身，用于搭設導航器、傳感器等，常見類型包括固定翼、多旋翼無人機以及無人直升機、無人飛艇。無人機（航空攝影測量）。具體應用時需根據(jù)測繪項目需求選用，一般情況下滿足表1中的各項參數(shù)要求即可。

（2）飛行導航與控制系統(tǒng)：此系統(tǒng)運行目的是確保飛行平臺運行姿態(tài)正常，其直接影響遙感數(shù)據(jù)采集質量。

（3）地面監(jiān)控系統(tǒng)：無人機飛行期間主要由自動駕駛儀控制，地面監(jiān)控無人機工作狀態(tài)。

（4）任務設備：主要包括數(shù)碼相機及其控制裝置。其被安裝于機身任務倉內，用于獲取遙感影像。此類相機多數(shù)采用非量測相機，控制裝置與飛控系統(tǒng)一體化設計，可實現(xiàn)定點、等時間或距離間隔曝光，實時記錄曝光時影像經(jīng)緯度、高度以及飛機姿態(tài)等信息。

（5）數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)：包括空中與地面兩部分。傳輸距離一般超過10km。

（6）發(fā)射與回收系統(tǒng)：一般采用地面滑跑發(fā)射與回收方法，若是遭遇復雜場地條件時，可使用彈射發(fā)射、傘降回收方法。

（7）野外保障裝備：包括野外運輸裝備、機械維護裝備，是保證無人機遙感測繪工作順利開展的基本保障。

2 無人機遙感技術在工程測量中的優(yōu)勢

（1）靈活可控。無人機靈活度高，飛行需求條件低，可控性強，自動化程度高，只需根據(jù)測繪要求設計好飛行航線，遠程操控，設備便可隨時起飛、降落，深入高山、叢林等地形險峻的地段測繪，突破外界環(huán)境對于工程測量的限制。在人煙稀少、地勢崎嶇、交通不便區(qū)域的工程測繪中，可以采用無人機機載激光雷達技術，檢測尺度比較大。

（2）監(jiān)測效率高。無人機工作效率高，每周可監(jiān)測面積達到了2100km2，而且在無人機傾斜攝影測量技術的支持下，無人機可以從垂直及傾斜等多個角度采集遙感影像，無需重復測量，即可獲取完整、真實的地標物信息，大大提升了監(jiān)測效率。工程參建單位借助這項技術，可實時監(jiān)控工程建設情況，動態(tài)監(jiān)測施工區(qū)域地理環(huán)境變化，保障施工安全。

3 測繪工程測量中無人機遙感運用流程

3.1 無人機的工程傳輸數(shù)據(jù)

在測量作業(yè)工程中應該積極應用此技術，在平時作業(yè)時，會發(fā)現(xiàn)測繪中的的方式和整個測量的結果有很大的關系。具體言之，在整個測量作業(yè)操作中，主要就是人工操控飛行的質量和現(xiàn)場勘測到的信號的準確性，再通過一些地圖數(shù)據(jù)質量，并通過結果傳輸數(shù)據(jù)分析來得出結果。無人機在布點時，像控點的中心區(qū)域選取白色或者紅色漆，顏色可以根據(jù)實地情況進行噴涂，使其易于分辨，像控點布置樣式如圖所示；“L”和“+”型均可，圖形長80-120cm，寬15-20cm，采集坐標時一般在“L”型坐標的直角拐角處。在作業(yè)中，會有誤差產(chǎn)生，但是我們要盡量避免產(chǎn)生問題，減小誤差，確保整個操作作業(yè)的完整性。

3.2 高精度加密計算

無人機航拍獲取的影像資料、像片控點數(shù)據(jù)會經(jīng)由通信系統(tǒng)預處理，再導入INPHON軟件主模塊中，進行下一步的空中三角測量，在OrthoVista模塊、SeamEditor中糾正單片，拼接影像，生成正射影像成果。數(shù)據(jù)處理過程中，可采取自檢校的平差方式，消除大氣折光、地球曲率等因素造成的數(shù)據(jù)誤差，提升測量結果準確度。獲取測量數(shù)據(jù)及影像后，工作人員還可以將其導入ContextCaptureCenter軟件中，點擊提交任務，進行三角測量解算，根據(jù)實際情況設置運行參數(shù)及像控點位置，根據(jù)作業(yè)目標選擇建模的區(qū)域、精度、格式，進行實景三維建模。

3.3 無人機拍攝數(shù)據(jù)的處理

從以往測繪工程測量技術中可以看出，采用傳統(tǒng)技術進行測繪時，信息處理基本上都是由工作人員完成，在浪費了大量時間的情況下，精度沒有得到保證，明顯不利于測量工作的順利完成，而采用以科技進步為基礎的無人機遙感技術進行信息處理，可以有效避免這一問題。舉例來說，當前測繪工程測量對象中最常見的是礦山測量，采用無人駕駛飛機遙感技術對礦山進行測量，可以有效地完成數(shù)據(jù)采集和拍攝數(shù)據(jù)的后期處理，給工作人員帶來更多的方便。此外，無人機遙感技術與工程測量相結合，工作人員還可以根據(jù)被測對象的實際特征和業(yè)主的需要，調整測量方案，確保測量結果具有針對性。通過實踐對比我們可以發(fā)現(xiàn)，無人機遙感技術拍攝的數(shù)據(jù)處理精度較高，不容易發(fā)生數(shù)據(jù)錯誤、數(shù)據(jù)丟失等問題，這樣既能提高測量效率，又能避免不必要的資金浪費，這是無人機遙感技術的一大優(yōu)勢。

4 結語

綜上所述，近年來飛速發(fā)展的無人機遙感測繪技術憑借其機動靈活、高效快速、可適應復雜區(qū)域作業(yè)等優(yōu)勢，成為傳統(tǒng)測量方式的有力補充，其操作相對容易，且運行成本低，具有極大的推廣應用價值。實施無人機遙感測繪時，應規(guī)范落實前期規(guī)劃設計、外業(yè)測繪以及內業(yè)影像處理等各項工作，切實獲得精確可靠的測量成果，為相關作業(yè)實施提供科學的參考依據(jù)。