無人機(jī)航測技術(shù)在工程測繪中的應(yīng)用探究

吳曉軍

（江蘇拓嘉工程設(shè)計(jì)研究院有限公司，江蘇 南京 211100）

在傳統(tǒng)測繪工作模式下，工程測繪人員往往以大型飛機(jī)作為載體進(jìn)行航空攝影測量，此方式雖然可以取得相關(guān)的測繪數(shù)據(jù)，但此方式由于使用技術(shù)要求高、資金投入大等因素，使得航測技術(shù)在工程測繪中的推廣應(yīng)用受到諸多限制。而在科技發(fā)展支持下，無人機(jī)的出現(xiàn)，為航測技術(shù)的發(fā)展及廣泛應(yīng)用提供了技術(shù)支持，憑借無人機(jī)的靈動(dòng)機(jī)動(dòng)特點(diǎn)，使得數(shù)據(jù)采集和工程測繪獲得新手段，對工程測繪事業(yè)的發(fā)展起到了良好的促進(jìn)作用。鑒于此，基于工程測繪事業(yè)發(fā)展角度考慮，本文深入研究“無人機(jī)航測技術(shù)在工程測繪中的應(yīng)用”具有顯著意義和實(shí)踐指導(dǎo)價(jià)值。

一、工程測繪中無人機(jī)的應(yīng)用特點(diǎn)概述

在工程測繪中，無人機(jī)的使用展示出諸多優(yōu)勢特點(diǎn)，總結(jié)包括以下幾個(gè)方面：

（1）操作簡單。無人機(jī)在應(yīng)用期間，不需要駕駛?cè)藛T直接操作，而是通過遠(yuǎn)程控制方式進(jìn)行操作。在科技發(fā)展支持下，無人機(jī)整體機(jī)身和結(jié)構(gòu)更小，且更加科學(xué)合理，這使得其在使用期間的降落和起飛操作，無需考慮場地條件。不僅如此，在無人機(jī)使用期間，可以自動(dòng)適應(yīng)風(fēng)向變化，降低了設(shè)備振動(dòng)問題的出現(xiàn)概率，從而減少了數(shù)據(jù)采集誤差[1]。另外，在工程測繪中應(yīng)用無人機(jī)，只需要預(yù)先設(shè)定飛行路線，后結(jié)合測繪實(shí)際情況進(jìn)行路線修正即可。若在無人機(jī)航測中出現(xiàn)問題，無人機(jī)系統(tǒng)可自動(dòng)進(jìn)行判斷和處理，并繼續(xù)進(jìn)行有效測量。

（2）精準(zhǔn)度高。在工程測繪中，無人機(jī)航測技術(shù)的有效使用，可以充分發(fā)揮無人機(jī)數(shù)據(jù)采集優(yōu)勢來提高采集數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度。同時(shí)，在無人機(jī)航測技術(shù)支持下，工程測繪工作難度大幅度下降，既可以節(jié)約大量的數(shù)據(jù)分析和操作時(shí)間，又可以提高影像質(zhì)量，大幅度提升無人機(jī)航測數(shù)據(jù)精度[2]。另外，無人機(jī)系統(tǒng)憑借低空遙感模式，可以對地理信息進(jìn)行低空狀態(tài)下的勘測，實(shí)現(xiàn)低空數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)采集，并可以完成高空數(shù)據(jù)的采集，使得無人機(jī)航測技術(shù)應(yīng)用的適應(yīng)性較高，可以推廣應(yīng)用在工程測繪中。

（3）成本投入低。在工程測繪中使用無人機(jī)航測技術(shù)，可以在短時(shí)間內(nèi)完成起飛和降落操作，且在數(shù)據(jù)采集效率較高。同時(shí)，在無人機(jī)造價(jià)方面，相比傳統(tǒng)大型飛機(jī)而言，具有顯著的經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢[3]。不僅如此，無人機(jī)測量系統(tǒng)在安裝和維護(hù)方面的成本較低，使得無人機(jī)航測成本大幅度下降。除此之外，無人機(jī)航測技術(shù)應(yīng)用對工程測繪人員的要求不高，相關(guān)測繪人員只需要進(jìn)行簡單地學(xué)習(xí)即可掌握無人機(jī)操控要點(diǎn)和方法，原因在于無人機(jī)軟件程序操作難度不大，且具有較高的自動(dòng)化、智能化水平[4]。

（4）數(shù)據(jù)處理效率高。在工程測繪中應(yīng)用無人機(jī)航測技術(shù)，可以快速獲得工程區(qū)域的各項(xiàng)信息，并且具有較高的分辨率。由此可見，無人機(jī)航測技術(shù)應(yīng)用在工程測繪中，既可以提高工程數(shù)據(jù)信息采集效率，又可以大幅度提升工程數(shù)據(jù)采集質(zhì)量。另外，在工程測繪過程中，一旦出現(xiàn)突發(fā)性狀況，若技術(shù)手段效率不高，則會(huì)影響工程測繪效率，甚至給工程測繪帶來一定的損失[5]。而無人機(jī)航測技術(shù)的應(yīng)用，可以避免此問題的發(fā)生，原因在于無人機(jī)航測具有高效性，即使發(fā)生突發(fā)性狀況，也可以及時(shí)地反饋，便于相關(guān)測繪工作人員及時(shí)落實(shí)相關(guān)措施進(jìn)行糾正，確保工程測繪數(shù)據(jù)效率和質(zhì)量。

二、無人機(jī)航測技術(shù)在工程測繪中的應(yīng)用路程及具體應(yīng)用分析

（一）無人機(jī)航測技術(shù)應(yīng)用流程

在工程測繪中，無人機(jī)航測技術(shù)應(yīng)用需要嚴(yán)格按照流程進(jìn)行規(guī)范作業(yè)，才能確保無人機(jī)航測技術(shù)應(yīng)用效果，大幅度提升工程測繪質(zhì)量和效率。關(guān)于無人機(jī)航測技術(shù)應(yīng)用路程，具體如下：

（1）檢查校正設(shè)備。在無人機(jī)航測技術(shù)應(yīng)用在工程測繪之前，應(yīng)全面了解無人機(jī)使用要點(diǎn)。在實(shí)踐中，相關(guān)人員應(yīng)系統(tǒng)、全面檢查無人機(jī)性能，是否存在損壞、異常等情況，隨后要檢查攝影設(shè)備，校正數(shù)據(jù)采集器的實(shí)際精準(zhǔn)度，為后續(xù)采集高清晰的圖像提供支持。另外，在工程測繪時(shí)，為保障無人機(jī)測繪工作有序進(jìn)行，應(yīng)充分了解測量地點(diǎn)的環(huán)境狀況，明確整體環(huán)境是否有利于無人機(jī)飛行，且要避免不良天氣條件下進(jìn)行測繪作業(yè)[6]。

（2）規(guī)劃航線。航測規(guī)劃是無人機(jī)航測中的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，要求重點(diǎn)關(guān)注無人機(jī)飛行高度和速度，確保無人機(jī)始終在宜飛環(huán)境中飛行。在此過程中，為確保無人機(jī)航測數(shù)據(jù)結(jié)果的精準(zhǔn)度和有效性，相關(guān)人員應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注設(shè)備獲得畫面的清晰程度，并考慮不同片區(qū)之間的高差，避免無人機(jī)航測中與其他物體碰撞而導(dǎo)致設(shè)備損壞，并影響工程測繪作業(yè)的持續(xù)性。除此之外，在無人機(jī)航測過程中，為確保無人機(jī)航測作業(yè)的安全性和精準(zhǔn)度，要求相關(guān)人員在實(shí)踐操作中，嚴(yán)格按照既定具體流程進(jìn)行操作，降低采集數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確問題的出現(xiàn)概率。

（3）布設(shè)控制點(diǎn)。在工程測繪中應(yīng)用無人機(jī)航測技術(shù)，應(yīng)以實(shí)際情況為依據(jù)進(jìn)行布設(shè)控制點(diǎn)，且要在整個(gè)測量區(qū)域進(jìn)行合理分布。針對不同地點(diǎn)，往往要采取定點(diǎn)測量方式，確定間隔多少米來設(shè)置一個(gè)數(shù)據(jù)采集點(diǎn)，并以測繪區(qū)域?qū)嶋H情況作為根據(jù)，科學(xué)合理地確定采集點(diǎn)的數(shù)據(jù)。在實(shí)踐中，可考慮將測繪工程劃分為多個(gè)部分，若測繪工程中出現(xiàn)了山谷、高原等多種地形地貌，應(yīng)結(jié)合無人機(jī)航測要求來進(jìn)行合理規(guī)劃，確?？刂泣c(diǎn)的科學(xué)合理性，繼而才能最大程度減少地形影響而產(chǎn)生的數(shù)據(jù)采集誤差。另外，在數(shù)據(jù)采集點(diǎn)確定時(shí)，可以引進(jìn)自動(dòng)化方式，增強(qiáng)定點(diǎn)測量作業(yè)的專業(yè)性。通常而言，在暴雨、沙塵暴等惡劣天氣環(huán)境中，無人機(jī)航測工作質(zhì)量往往會(huì)受到負(fù)面影響，難以確保測繪數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度。

（4）數(shù)據(jù)整理。在無人機(jī)航測作業(yè)完成之后，應(yīng)導(dǎo)出采集數(shù)據(jù)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)覽操作，從中選擇與工程測繪要求相符的數(shù)據(jù)。在此過程中，相關(guān)測繪工作人員應(yīng)了解不同地形的實(shí)際比例尺，并進(jìn)行必要的比例尺核對操作，同時(shí)要科學(xué)處理影像數(shù)據(jù)與航拍位置等。不僅如此，測繪工作人員在實(shí)踐中，還要結(jié)合之前確定的控制點(diǎn)布置位置，確定新建項(xiàng)目，針對目標(biāo)點(diǎn)建立相應(yīng)的坐標(biāo)圖。除此之外，測繪工作人員還要借助于專業(yè)軟件完成工程實(shí)際位置和數(shù)據(jù)之間的整理與匹配作業(yè)，細(xì)致規(guī)劃和處理設(shè)計(jì)參數(shù)，據(jù)此建立科學(xué)合理的坐標(biāo)體系，并通過繪圖制圖、顏色修正、圖像編輯等方式呈現(xiàn)航測結(jié)果。

（二）無人機(jī)航測技術(shù)的具體應(yīng)用

如前所述，在工程測繪中應(yīng)用無人機(jī)航測技術(shù)，具有顯著的技術(shù)優(yōu)勢，但要嚴(yán)格按照規(guī)范流程進(jìn)行作業(yè)，才能保障工程測繪質(zhì)量和效率。因此，為在工程測繪中更好地體現(xiàn)無人機(jī)航測技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值，需全面了解無人機(jī)航測技術(shù)的具體應(yīng)用，具體如下：

（1）獲取影像資料。在工程測繪中，無人機(jī)航測技術(shù)的應(yīng)用需要充分考慮工程區(qū)域的地貌地形條件，隨后結(jié)合無人機(jī)航測要求來選擇適宜的飛行平臺，確保平臺選擇的科學(xué)性和合理性，為無人機(jī)航測作業(yè)提供支持。相比傳統(tǒng)測繪技術(shù)而言，無人機(jī)航測技術(shù)在影像資料獲取方面，具有一定的區(qū)別，原因在于無人機(jī)在飛行中，雖然旋偏角較大，但像幅較小，這使得無人機(jī)在獲取影像資料時(shí)，可以采取空中三角技術(shù)修復(fù)和糾正拍攝，這樣即可大量減少拍攝漏洞，確保了影像資料的完整性。另外，在無人機(jī)獲取影像資料時(shí)，可以輔助運(yùn)用轉(zhuǎn)彎緩沖技術(shù)、延遲拍攝補(bǔ)償技術(shù)等，以此保障無人機(jī)航測獲取的影像資料的完整性和有效性。

（2）采集測繪數(shù)據(jù)。在測繪數(shù)據(jù)采集時(shí)，往往采取人工操作和自動(dòng)操作相結(jié)合的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，隨后結(jié)合技術(shù)形式的不同完成不合格測繪數(shù)據(jù)信息的清除工作。這樣一來，工程測繪數(shù)據(jù)信息的精準(zhǔn)度將大幅度提升，且可以根據(jù)測繪數(shù)據(jù)和結(jié)果，對痛單一模型進(jìn)行定向操作，即根據(jù)無人機(jī)具體航線進(jìn)行定向分析，隨后根據(jù)航測數(shù)據(jù)進(jìn)行航線方向正確與否的判斷，若無人機(jī)航線發(fā)生偏離問題，應(yīng)在糾正的基礎(chǔ)上進(jìn)行航測，以此確保無人機(jī)航測數(shù)據(jù)和結(jié)果的精準(zhǔn)度。

（3）數(shù)據(jù)處理。在工程測繪中，針對數(shù)據(jù)處理問題，無人機(jī)航測技術(shù)與傳統(tǒng)模式存在一定的差異性。無人機(jī)在飛行過程中，由于旋偏角、俯仰角都偏大，使得影像重疊度呈現(xiàn)對比增加趨勢，使得測繪影像出現(xiàn)變形問題。因此，為提高測繪影像質(zhì)量，在無人機(jī)航測系統(tǒng)中搭載裝配變焦鏡頭的數(shù)碼相機(jī)。在實(shí)踐操作中，相關(guān)測繪工作人員應(yīng)先標(biāo)定變焦鏡頭，隨后對標(biāo)定結(jié)果進(jìn)行綜合分析，最終找出相機(jī)中不同焦段參數(shù)、變參數(shù)和焦距之間的內(nèi)在聯(lián)系，并找到快速標(biāo)定變焦和改正畸形的方式，進(jìn)而才能充分發(fā)揮數(shù)碼相機(jī)變焦功能作用，大幅度提升無人機(jī)航測效果，為獲得高質(zhì)量的工程測繪數(shù)據(jù)提供保障。

三、結(jié)語

綜上所述，在工程測繪中，無人機(jī)航測技術(shù)的應(yīng)用具有顯著優(yōu)勢。因此，在實(shí)踐中，工程測繪技術(shù)人員需要正確看待無人機(jī)航測技術(shù)的應(yīng)用效果，并要結(jié)合實(shí)際來優(yōu)化無人機(jī)航測技術(shù)的應(yīng)用效果，才能促進(jìn)我國工程測繪事業(yè)的發(fā)展，為我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)建設(shè)發(fā)展夯實(shí)基礎(chǔ)。