工程測繪中無人機(jī)測繪及遙感技術(shù)的應(yīng)用

陳殿波

【摘要】在我國技術(shù)水平不斷提升的背景下，無人機(jī)遙感技術(shù)也得到了不斷的創(chuàng)新與發(fā)展，其在工程測繪中的作用也越來越受到相關(guān)建筑企業(yè)以及施工單位的重視，無人機(jī)遙感技術(shù)在實(shí)際的工程測繪中可以對各種數(shù)據(jù)進(jìn)行收集與整理，后續(xù)形成快速的數(shù)據(jù)反映，同時(shí)還可以通過軟件輸入已知的數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)分析，這可以得到較為準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息，這可以為工程測繪工作的后續(xù)開展提供數(shù)據(jù)支撐。為了進(jìn)一步發(fā)揮出其作用，相應(yīng)的建筑企業(yè)以及施工單位就需要對無人機(jī)遙感技術(shù)在測繪領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行分析，掌握其應(yīng)用過程中的特點(diǎn)，最終實(shí)現(xiàn)工程測繪工作整體水平的提升。

【關(guān)鍵詞】工程測繪;無人機(jī)測繪;遙感技術(shù);應(yīng)用要點(diǎn)

中圖分類號：TH736文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.

測繪工程領(lǐng)域需要加強(qiáng)對于技術(shù)應(yīng)用的關(guān)注，提高工作質(zhì)量。在一些相對比較惡劣的環(huán)境中，人工測量操作無法取得工作效果，即使測量人員完成測量，最終得到的數(shù)據(jù)也不精確，因?yàn)闇y量過程會受到惡劣條件的影響。因此在實(shí)際測量工作中，面對高質(zhì)量測量數(shù)據(jù)的需求，工作人員需要應(yīng)用更多先進(jìn)的技術(shù)手段，無人機(jī)遙感技術(shù)就是在這種情況下引進(jìn)的。目前來看，無人機(jī)遙感技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)取得了一定的效果，并且應(yīng)用的次數(shù)在不斷地增加，未來這一技術(shù)的應(yīng)用會有很好的發(fā)展前景。

1、無人機(jī)遙感技術(shù)的特點(diǎn)

1.1 效率高

無人機(jī)遙感技術(shù)在測繪工程測量中具有突出的優(yōu)勢，工作效率非常高。在當(dāng)下社會經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展進(jìn)步的背景下，城市建設(shè)水平也在不斷提高，建設(shè)項(xiàng)目越來越多，突發(fā)性緊急事件出現(xiàn)的幾率也相應(yīng)增加。如果這些緊急事件沒有在第一時(shí)間進(jìn)行處理，將產(chǎn)生的非常嚴(yán)重的社會影響，甚至造成人員傷亡。在這種情況下，使用無人機(jī)遙感技術(shù)非常合適，可以在現(xiàn)場展開有效處理，同時(shí)能減少調(diào)查耗費(fèi)的時(shí)間，保障在第一時(shí)間控制突發(fā)事件，盡量減少損失，降低不良影響。此外，無人機(jī)遙感技術(shù)能夠確保測繪工程測量工作在限定范圍內(nèi)完成，對于測量對象表面勘查以及各種數(shù)據(jù)檢測工作，可以有效地提高測繪工作在復(fù)雜狀況下的完成效率。在城市規(guī)劃以及土地管理中應(yīng)用無人機(jī)遙感技術(shù)，能夠提供有效的數(shù)據(jù)參考，加強(qiáng)城市建設(shè)的水平，實(shí)現(xiàn)城市未來數(shù)字化、智能化的發(fā)展目標(biāo)。

1.2 信息處理快速

在工程測量過程需要對指定的區(qū)域進(jìn)行科學(xué)的測量，這個(gè)過程涉及到較多的信息數(shù)據(jù)，信息處理環(huán)節(jié)比較重要。無人機(jī)遙感技術(shù)的有效應(yīng)用，不僅可以更加全面地搜集這些數(shù)據(jù)，而且能將得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，通過圖像的形式直接展示出來，使工作人員可以更加直觀、清晰地了解工程測量的實(shí)際情況。在復(fù)雜條件下，無人機(jī)遙感技術(shù)對于圖像的采集和信息的處理工作都具有一定的優(yōu)勢。例如，如果工程測量范圍處于復(fù)雜的山區(qū)環(huán)境，面臨的挑戰(zhàn)會不斷增加。如果仍采用傳統(tǒng)的測量方法，那么測量工作的成本會增加，所需的時(shí)間也會相應(yīng)地延長，最終導(dǎo)致工作數(shù)據(jù)獲取變得更加困難，結(jié)果也可能不太準(zhǔn)確，而且測量過程中的安全性也無法保障。應(yīng)用無人機(jī)遙感技術(shù)，只需較短時(shí)間即可完成數(shù)據(jù)收集及有效處理，減輕了測量工作人員的工作壓力。

1.3 靈活性

測繪工程的順利開展是多方工作人員共同努力的結(jié)果，其中每個(gè)環(huán)節(jié)的測量工作都需要工作人員的支持，對于技術(shù)設(shè)備的使用也相當(dāng)關(guān)鍵。無人機(jī)遙感技術(shù)能夠在遠(yuǎn)程控制方面發(fā)揮一定作用，盡量減少該環(huán)節(jié)的人力資源以及資金耗費(fèi)。使用無人機(jī)進(jìn)行測繪工作，可以加強(qiáng)測繪工作的靈活性，滿足小范圍空間內(nèi)的勘測需求。無人機(jī)遙感技術(shù)的應(yīng)用操作相對簡單，對于人工操作的水平要求不高，因此相關(guān)單位在這方面投入的成本較低。需要注意的是，如果具體工程測量工作存在一些地形復(fù)雜、地勢復(fù)雜、位置偏遠(yuǎn)的情況，在這種情況下使用大型無人機(jī)設(shè)備，那么耗費(fèi)成本也會增加。

1.4 監(jiān)測范圍廣

無人機(jī)遙感技術(shù)不斷發(fā)展成熟，監(jiān)測范圍也越來越廣泛，由此引發(fā)了應(yīng)用熱潮。無人機(jī)遙感技術(shù)最大的吸引人注意的點(diǎn)在于它能夠進(jìn)入那些環(huán)境復(fù)雜惡劣、人工監(jiān)測難度極高以及人類還沒有能力進(jìn)入的范圍進(jìn)行監(jiān)測，而且監(jiān)測結(jié)果往往精確度很高，甚至遠(yuǎn)超人工監(jiān)測，這對于測繪工程來說是一項(xiàng)具有重大實(shí)踐價(jià)值的技術(shù)突破。另外，無人機(jī)遙感技術(shù)還在不斷創(chuàng)造奇跡，又完美結(jié)合了三維技術(shù)，這一進(jìn)步做法直接促進(jìn)測量結(jié)果更加精準(zhǔn)全面，展示在人們面前的區(qū)域狀況更加清晰明了，給相關(guān)工作人員節(jié)省了很多時(shí)間，大大提高了測繪的工作效率。

2、無人機(jī)遙感技術(shù)在測繪工程測量中的具體應(yīng)用

2.1 獲取測繪所需要的影像信息

利用無人機(jī)遙感技術(shù)為測繪工程測量工作服務(wù)時(shí)，為保護(hù)無人機(jī)以及獲得精準(zhǔn)無誤的影像信息，測繪人員在無人機(jī)正式進(jìn)入?yún)^(qū)域范圍之前，必須要做好調(diào)研工作，對區(qū)域環(huán)境狀況進(jìn)行基本了解并掌握，并且在綜合分析多種參數(shù)信息的基礎(chǔ)上為無人機(jī)規(guī)劃出一條科學(xué)合理的飛行路線，然后通過無人機(jī)試飛的方式來確定設(shè)備平臺的位置。無人機(jī)在實(shí)際的飛行過程中，會不可避免地與預(yù)設(shè)路線有微微出入或者說有一定偏差，所以在無人機(jī)工作過程中，它不僅要獲取測量的數(shù)據(jù)信息，同時(shí)還要在測量的區(qū)域內(nèi)拍攝，將區(qū)域內(nèi)的真實(shí)情況以圖片的方式清晰記錄并保存下來，目的是后期工作中對圖片進(jìn)行處理得到三維影像后，來驗(yàn)證獲得的測量結(jié)果信息的精確程度，也為后期的數(shù)據(jù)分析結(jié)果提供了可靠證明。同時(shí)可以輔助拍攝得到最終想要的效果，也同時(shí)幫助空中三角測量技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步的補(bǔ)充和修改，推動(dòng)其廣泛應(yīng)用。在無人機(jī)進(jìn)行拍攝時(shí)，可以嘗試控制無人機(jī)的飛行姿態(tài)、轉(zhuǎn)彎速度，同時(shí)還可以變化拍攝設(shè)置，如曝光、延遲拍照等來獲得影像，這樣拍攝出來的內(nèi)部環(huán)境才能夠更全面、更直觀，更有利于提高測繪工作的質(zhì)量。

2.2 采集測繪所需的數(shù)據(jù)

借助無人機(jī)遙感技術(shù)來進(jìn)行測繪工作的過程中，要特別關(guān)注采集方式。在測量過程中，往往會有2種采集方式來獲取測繪數(shù)據(jù)，分別是手動(dòng)數(shù)據(jù)采集和自動(dòng)加密數(shù)據(jù)采集。二者當(dāng)中，前者手動(dòng)數(shù)據(jù)采集方式也可以說是遠(yuǎn)程控制采集方式，這種方式可以實(shí)時(shí)獲得數(shù)據(jù)信息，但是要時(shí)刻確保得到的數(shù)據(jù)信息是完整的，即便這樣，后期還要有序地進(jìn)行二次檢測工作。這種方式要想確保數(shù)據(jù)資料的可靠性，還要做好檢測階段的管控工作，滿足測繪工作的需要。而對于后者來說，工作過程相對來說要簡單。無人機(jī)上的拍攝裝置會將拍攝到的數(shù)據(jù)信息暫時(shí)存儲在機(jī)器設(shè)備里。相關(guān)的人員要想獲得內(nèi)部儲存的數(shù)據(jù)資料必須要取得訪問權(quán)限，之后再對數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分析，就得到了測繪工作需要的信息資料。

2.3 空中三角測量中的應(yīng)用

測量工作中有極其重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，即空三加密。簡單解釋就是通過剖析測量時(shí)拍攝的圖像來確定區(qū)域內(nèi)部分元素。在之前的測量過程中，我們都是借助三角測量方法，但是這種方式有一定弊端。因?yàn)闊o人機(jī)在飛行過程中可能會出現(xiàn)一定程度的偏角，而且飛機(jī)飛行中受風(fēng)向的影響不可能保持絕對的平穩(wěn)，所以給影像匹配造成了干擾，影響了連接點(diǎn)的提取，甚至使得無人機(jī)影像旋片角度明顯超出預(yù)設(shè)范圍導(dǎo)致影像之間的關(guān)系無法做到一一對應(yīng)。這就需要人工來完成之后的調(diào)整對應(yīng)工作，否則就不能開始之后的影像快拼，既增加了工作人員的工作量，也會耽誤工程進(jìn)度。計(jì)算環(huán)節(jié)，會使用相關(guān)的自動(dòng)化圖像處理軟件，拍攝好的圖像和相關(guān)的數(shù)據(jù)是處理階段工作的對象。為達(dá)到更加便捷處理的目的，我們選擇把2條航線當(dāng)作構(gòu)架航線，之后根據(jù)數(shù)據(jù)來自由匹配;提取和測試連接點(diǎn)的工作同時(shí)展開，進(jìn)而了解其分布的均勻狀況。另外還會人為地增加一些連接點(diǎn)，使模型與航線之間的連接強(qiáng)度提高。另外，要格外注意增設(shè)連接點(diǎn)時(shí)的操作事項(xiàng)，避開邊緣地帶，盡量選擇增加在影像的中央位置上，這樣可以避免邊緣變形情況的出現(xiàn)。

2.4 在城市規(guī)劃中的廣泛應(yīng)用

隨著我國城市化進(jìn)程加快，工程建設(shè)規(guī)模隨之增大。部分城市規(guī)劃方案的合理性、科學(xué)性不足，給城市的長效發(fā)展帶來不同程度的阻礙。由于規(guī)劃人員沒有獲得最新、最準(zhǔn)確的測量數(shù)據(jù)，因此規(guī)劃方案缺少可行性與長效性。為此，設(shè)計(jì)人員須以長遠(yuǎn)的眼光看待規(guī)劃工作，借助無人機(jī)遙感技術(shù)收集所需的各類數(shù)據(jù)，做好數(shù)字模型的構(gòu)建與完善。在實(shí)際的工作中，設(shè)計(jì)人員可以巧用無人機(jī)遙感技術(shù)，快速、全面地收集區(qū)域內(nèi)的地理信息，從多角度測量數(shù)據(jù)，獲取各種高分辨率的圖像，使城市的地形模型具有實(shí)時(shí)性和直觀性。此外，隨著新技術(shù)的融入，設(shè)計(jì)與規(guī)劃人員能夠?qū)崟r(shí)掌握城市現(xiàn)代化建設(shè)的實(shí)際進(jìn)度，借助無人機(jī)傳遞的資料判斷規(guī)劃方案的落實(shí)程度，通過無人機(jī)拍攝的多角度視頻科學(xué)判斷規(guī)劃的成效。若借助無人機(jī)遙感技術(shù)發(fā)現(xiàn)城市的建設(shè)與實(shí)際需求不相契合，管理人員可以馬上實(shí)施針對性的彌補(bǔ)措施，使得城市建設(shè)與規(guī)劃高質(zhì)高效。在收集城市規(guī)劃所需的數(shù)據(jù)時(shí)，技術(shù)人員可以根據(jù)工作需求，調(diào)整無人機(jī)等設(shè)備的拍攝角度、范圍及路線等，使航拍數(shù)據(jù)更為精準(zhǔn)和全面。

2.5 在礦山測量中的有效應(yīng)用

現(xiàn)階段，我國各類礦產(chǎn)資源的大力開發(fā)和科學(xué)使用成為國民經(jīng)濟(jì)穩(wěn)步前行的前提。而經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與各行業(yè)生產(chǎn)力的不斷提升需要更多的礦產(chǎn)資源。因此，資源開發(fā)率受到各行業(yè)的持續(xù)關(guān)注，而礦山的開采質(zhì)量與資源的整體利用率有直接關(guān)系。因此，礦山的測繪工作尤為重要。技術(shù)人員必須憑借前瞻性思維，選擇無人機(jī)遙感技術(shù)完成礦山的全面測量，為礦產(chǎn)資源的高效利用夯實(shí)基礎(chǔ)，在一定程度上減少礦山開采工作給環(huán)境帶來的污染與影響，使礦山企業(yè)能夠獲得綠色可持續(xù)發(fā)展?？紤]到礦山的建設(shè)多選在環(huán)境惡劣的位置，地勢情況極為復(fù)雜，若選用傳統(tǒng)方式來進(jìn)行測量，不但不能保證數(shù)據(jù)的全面與準(zhǔn)確，測量人員的安全也得不到保障。利用無人機(jī)遙感技術(shù)可以完成惡劣環(huán)境情況下的信息收集工作，給礦山資源開發(fā)提供幫助。同時(shí)，無人機(jī)遙感技術(shù)也能在偏遠(yuǎn)地區(qū)進(jìn)行數(shù)據(jù)測量，獲得多角度的視頻信息，幫助工作人員做出穩(wěn)妥和可行的開發(fā)規(guī)劃。此外，礦山資源開發(fā)還需要秉承綠色、可持續(xù)的原則，重視環(huán)保工作，無人機(jī)遙感技術(shù)可以為環(huán)境監(jiān)測和整治等提供所需的依據(jù)，使環(huán)保部門對礦山企業(yè)進(jìn)行科學(xué)監(jiān)督，通過空中監(jiān)測遏制亂挖亂采的行為。

2.6 在低空作業(yè)中進(jìn)行應(yīng)用

無人機(jī)遙感技術(shù)對環(huán)境的適應(yīng)性很強(qiáng)，即使環(huán)境惡劣、復(fù)雜，環(huán)境內(nèi)光線昏暗也不影響無人機(jī)遙感技術(shù)的性能。它憑借其靈活機(jī)動(dòng)的優(yōu)勢，同樣能夠拍攝出高質(zhì)量的影像，獲得精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)。而且對它的操作很簡單，再加上上面敘述的優(yōu)勢，使得它在防災(zāi)減災(zāi)、監(jiān)測環(huán)境和建設(shè)城市等工作上逐漸大放光彩。無人機(jī)遙感測繪技術(shù)仍然在隨著科技發(fā)展水平的提高而不斷優(yōu)化，最顯著的特點(diǎn)就是自動(dòng)化水平在逐漸提高。另外，無人機(jī)遙感技術(shù)的拍攝效果也更加清晰，功能增多，所以未來其可以在多個(gè)領(lǐng)域來展現(xiàn)其重要作用。

結(jié)語：

綜上所述，無人機(jī)遙感技術(shù)作為較先進(jìn)的現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)之一，其數(shù)據(jù)處理效率快、測量范圍廣、受外部環(huán)境因素影響低，可應(yīng)用于測繪工程測量活動(dòng)。針對一些復(fù)雜的測繪工作，無人機(jī)遙感技術(shù)可有效地應(yīng)用到該地理環(huán)境當(dāng)中，不僅提高了測量工作的效率與安全性，而且測量獲得的數(shù)據(jù)也更加準(zhǔn)確、清晰。因此，在當(dāng)前的測繪工程中，無人機(jī)遙感技術(shù)是不可或缺的一種測繪技術(shù)。隨著社會的發(fā)展，要加強(qiáng)技術(shù)研究，不斷優(yōu)化無人機(jī)遙感測繪技術(shù)，以更好地服務(wù)于測繪工程測量工作。

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