無人機(jī)遙感技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用分析

褚福俠，蔡大成，趙新童

（山東光大空間地理信息有限責(zé)任公司，山東 濟(jì)寧 272000）

無人機(jī)遙感技術(shù)作為專業(yè)測(cè)繪技術(shù)之一，在工程測(cè)量中進(jìn)行應(yīng)用，在提高測(cè)量工作效率的基礎(chǔ)上，還能夠保證測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。而且在實(shí)際測(cè)量工作開展過程中會(huì)受到人為因素的影響，但通過應(yīng)用無人機(jī)遙感技術(shù)開展工程測(cè)量工作，可以保證測(cè)量活動(dòng)的順利開展。并利用智能化的系統(tǒng)分析和處理各類數(shù)據(jù)，可以有效地提升整體數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，為工程建設(shè)工作提供重要的信息支持。

1 無人機(jī)遙感技術(shù)的優(yōu)勢(shì)分析

1.1 檢測(cè)效率更高

在測(cè)繪工作中應(yīng)用遙感技術(shù)，能夠?qū)ο嚓P(guān)區(qū)域地形和地貌開展有效測(cè)量，如在工程建設(shè)及突發(fā)性事件上應(yīng)用無人機(jī)遙感技術(shù)進(jìn)行測(cè)量，可以獲得較好的測(cè)量成果。利用無人機(jī)遙感技術(shù)能夠在短時(shí)間內(nèi)完成相關(guān)區(qū)域范圍內(nèi)的高效監(jiān)察和觀測(cè)，工作效率較高。特別是在國土空間規(guī)劃管理、土地調(diào)查和工程測(cè)量等領(lǐng)域中應(yīng)用無人機(jī)遙感技術(shù)具有較大的優(yōu)勢(shì)，可以有效提高測(cè)量的效率和測(cè)量的精度。

1.2 信息處理速度快

工程測(cè)量中一般會(huì)涉及到測(cè)量和觀測(cè)一些遮蔽的目標(biāo)，這也導(dǎo)致對(duì)觀測(cè)目標(biāo)或是待測(cè)對(duì)象范圍的管控難度較大。通過應(yīng)用無人機(jī)遙感技術(shù)，可以快速提取數(shù)據(jù)信息。特別是將無人機(jī)技術(shù)和航拍技術(shù)相結(jié)合，有利于提高測(cè)量工作的效率，而且拍攝的圖像在空間和時(shí)間上具有更高的分辨率，能夠有效滿足測(cè)量工作精度的要求。另外，通過快速完成數(shù)據(jù)信息的采集，獲取測(cè)量區(qū)域范圍內(nèi)的地形和地貌，對(duì)于工程領(lǐng)域具有極為重要的意義。

1.3 檢測(cè)尺度大

近年來隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，無人機(jī)技術(shù)更新?lián)Q代速度較快，在工程測(cè)量中應(yīng)用無人機(jī)遙感技術(shù)，能夠?qū)y(cè)量尺寸和測(cè)量范圍進(jìn)行自主管控，而且測(cè)量尺度管理更具靈活性和伸縮性。當(dāng)前無人機(jī)遙感技術(shù)在工程項(xiàng)目建設(shè)活動(dòng)開展中應(yīng)用較為普遍，通過與相關(guān)技術(shù)相結(jié)合，能夠?qū)^(qū)域地理狀況更好地反映出來，使工作人員快速捕捉到相關(guān)區(qū)域的地理位置信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)各項(xiàng)數(shù)據(jù)資料的有效采集，并與地理信息軟件相結(jié)合，構(gòu)建三維數(shù)字模型，使工作人員能夠?qū)ο嚓P(guān)區(qū)域的地理位置信息有一個(gè)更直觀、全面和深刻的了解。

1.4 具備較強(qiáng)的兼容性

工程測(cè)量工作開展過程中，單純的應(yīng)用遙感技術(shù)會(huì)對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)的精確性帶來較大的影響，但通過應(yīng)用無人機(jī)遙感技術(shù)，并將其與其他測(cè)繪技術(shù)相結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，全面提高測(cè)量工作的效率和質(zhì)量，保證測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。并能夠?yàn)楣ぷ魅藛T對(duì)相關(guān)區(qū)域地理位置信息進(jìn)行快速了解和掌握，為工程建設(shè)提供完善的數(shù)據(jù)信息支持。

2 工程測(cè)量中無人機(jī)遙感技術(shù)運(yùn)用流程

2.1 無人機(jī)調(diào)試

利用無人機(jī)遙感技術(shù)進(jìn)行工程測(cè)量，需要提前對(duì)無人機(jī)進(jìn)行調(diào)試。無人機(jī)進(jìn)行調(diào)試作業(yè)時(shí)，應(yīng)結(jié)合無人機(jī)機(jī)型特點(diǎn)、控制狀態(tài)和飛行軌跡開展調(diào)試，以此來保證無人機(jī)進(jìn)行測(cè)繪作業(yè)時(shí)的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。并借助于軟件及地形地貌圖來對(duì)測(cè)試的無人機(jī)運(yùn)行坐標(biāo)進(jìn)行校準(zhǔn)。飛行作業(yè)前還要對(duì)無人機(jī)的電池存量進(jìn)行檢查，避免出現(xiàn)電池電量不足對(duì)作業(yè)要求及作業(yè)完整性造成影響的情況。無人機(jī)通過調(diào)試合格后才能進(jìn)行測(cè)繪作業(yè)。

2.2 無人機(jī)的工程傳輸數(shù)據(jù)

工程測(cè)量作業(yè)過程中，通過人工對(duì)無人機(jī)的飛行情況進(jìn)行操控及現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)到信號(hào)的準(zhǔn)確性，無人機(jī)針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的地圖數(shù)據(jù)進(jìn)行勘測(cè)，并將獲取的測(cè)繪數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸，針對(duì)傳輸數(shù)據(jù)進(jìn)行分析來獲取測(cè)繪結(jié)果。具體在進(jìn)行無人機(jī)布點(diǎn)時(shí)，宜選取白色或是紅色漆作為像控點(diǎn)的中心區(qū)域，顏色噴涂可以根據(jù)實(shí)際情況，確保其易于分辨?？梢砸浴癓”和“+”作為像控點(diǎn)布置的樣式，采集坐標(biāo)時(shí)一般在“L”型坐標(biāo)的直角拐角處。在實(shí)際作業(yè)過程中要盡可能減少誤差，確保實(shí)際操作作業(yè)的完整性。

2.3 數(shù)據(jù)傳輸及其歸類

無人機(jī)遙感技術(shù)在工程測(cè)量應(yīng)用過程中，數(shù)據(jù)傳輸屬于重點(diǎn)內(nèi)容。因此要借助于無人機(jī)遙感機(jī)中的芯片及裝置內(nèi)發(fā)射出來的信號(hào)，再通過接收信號(hào)完成數(shù)據(jù)的傳輸，將數(shù)據(jù)傳送到處理終端。在實(shí)際傳輸數(shù)據(jù)過程中，需要對(duì)無人機(jī)的飛行速度進(jìn)行控制，保證其勻速前行，這也是保證數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也有利于提升測(cè)繪的準(zhǔn)確性。完成數(shù)據(jù)傳輸后，還要利用相關(guān)軟件對(duì)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行分析和歸類，進(jìn)一步提升測(cè)繪質(zhì)量。

3 無人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)在工程測(cè)量領(lǐng)域的應(yīng)用

3.1 復(fù)雜地理環(huán)境的測(cè)繪

傳統(tǒng)測(cè)繪工作中通常會(huì)應(yīng)用到航空攝影測(cè)量技術(shù)，但這種測(cè)繪技術(shù)對(duì)周邊環(huán)境具有較高的要求，一旦相關(guān)區(qū)域地理?xiàng)l件不好，則會(huì)影響到攝影測(cè)量的精度和準(zhǔn)確性。這種情況下應(yīng)用無人機(jī)遙感技術(shù)進(jìn)行測(cè)量，其對(duì)外部環(huán)境的要求不高，能夠有效提高測(cè)量精度。而且在一些極端復(fù)雜的氣候環(huán)境下，利用無人機(jī)遙感技術(shù)進(jìn)行測(cè)量，能夠快速完成復(fù)雜地形和地貌的測(cè)繪作業(yè)，有利于測(cè)量數(shù)據(jù)質(zhì)量的提高。在工程測(cè)量中應(yīng)用無人機(jī)遙感技術(shù)，能夠采集到城市測(cè)量區(qū)域范圍內(nèi)符合限差值的數(shù)據(jù)信息。在城市規(guī)劃和空間區(qū)域測(cè)量時(shí)，利用無人機(jī)遙感技術(shù)也能夠采集到有效數(shù)據(jù)，滿足統(tǒng)計(jì)和數(shù)據(jù)分析工作的需求，而且可以保證采集工作的高效性和代表性。數(shù)據(jù)采集也能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)地表沉降情況的及時(shí)監(jiān)測(cè)，科學(xué)合理劃分城市空間，全面提高地理信息獲取的效率。另外，在一些無人地帶無人機(jī)遙感技術(shù)也具有較高的工作效率，可以有效解決不同測(cè)量區(qū)域存在的技術(shù)難題。可以說在工程測(cè)量中應(yīng)用無人機(jī)遙感技術(shù)，進(jìn)一步提高了工程項(xiàng)目實(shí)施的穩(wěn)定性和安全性。

3.2 測(cè)繪區(qū)域的數(shù)據(jù)

工程建設(shè)實(shí)施過程中需要大量的測(cè)量數(shù)據(jù)技術(shù)，測(cè)量數(shù)據(jù)的真實(shí)性和有效性是保證工程施工質(zhì)量和施工決策科學(xué)性的保障。通過應(yīng)用無人機(jī)遙感技術(shù)進(jìn)行測(cè)繪，及時(shí)獲取被測(cè)區(qū)域的數(shù)據(jù)信息。同時(shí)將無人機(jī)遙感技術(shù)與數(shù)字相機(jī)和信息交互式處理軟件結(jié)合使用，可以快速自動(dòng)識(shí)別影像，并獲取相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息。在實(shí)際操作過程中，工作人員需要在無人機(jī)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中輸入操作指令，并為無人機(jī)設(shè)計(jì)好測(cè)繪路線和具體的測(cè)繪內(nèi)容。無人機(jī)接到指令后飛行至指定區(qū)域，并與定位技術(shù)、遙感技術(shù)和通信技術(shù)相配合，能夠第一時(shí)間將獲取的測(cè)繪信息傳輸至計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，工作人員即可以對(duì)采集到的信息進(jìn)行分析和檢測(cè)。而且為了保證數(shù)據(jù)的真實(shí)性和有效性，無人機(jī)通常會(huì)進(jìn)行二次作業(yè)，補(bǔ)充缺失的數(shù)據(jù)信息，保證數(shù)據(jù)采集的全面性。

數(shù)據(jù)完成收集后，工作人員還要利用無人機(jī)遙感技術(shù)收集測(cè)繪區(qū)域內(nèi)的圖像，并利用數(shù)碼相機(jī)和遙感影像處理軟件處理收集到的圖像，從而為工程設(shè)計(jì)和施工提供有效的圖像支持，全面提高制圖工作的效率。針對(duì)測(cè)繪區(qū)域的圖像收集過程中，可以在無人機(jī)遙感系統(tǒng)中添加數(shù)字?jǐn)z像機(jī)，針對(duì)被測(cè)繪對(duì)象完成圖像收集工作。并利用三維建模技術(shù)針對(duì)數(shù)字?jǐn)z影機(jī)收集的圖像實(shí)施二次加工，全面提高圖像的立體性，為制圖工作提供有效的圖像支持。由于無人機(jī)遙感技術(shù)智能化水平較高，在應(yīng)用過程中可能實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)繪圖像的自動(dòng)化處理，并能夠自動(dòng)變焦并對(duì)圖像參數(shù)實(shí)施調(diào)整，從而提高圖像的清晰性，為圖像收集工作整體質(zhì)量的提升提供重要的保障。

3.3 測(cè)繪數(shù)據(jù)處理

相較于傳統(tǒng)人工數(shù)據(jù)處理工作而言，無人機(jī)遙感技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理時(shí)，無論是數(shù)據(jù)處理效率還是數(shù)據(jù)處理質(zhì)量都有較大程度的提升。由于無人機(jī)遙感技術(shù)一般情況下無法形成單獨(dú)的產(chǎn)品，因此需要通過相應(yīng)軟件進(jìn)行處理。利用無人機(jī)遙感技術(shù)拍攝的影像排列不規(guī)律性，飛行時(shí)角度問題也會(huì)使影像發(fā)生變化。因此需要將無人機(jī)獲取的影像數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中，對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行有效組織和匹配，并與GPS技術(shù)相結(jié)合，獲取更準(zhǔn)確的影像內(nèi)外方位元素。另外，工作人員還要對(duì)影像進(jìn)行輻射處理和顏色修正，確保獲取高質(zhì)量的測(cè)繪成果。

3.4 大比例尺測(cè)圖中的應(yīng)用

利用無人機(jī)遙感技術(shù)能夠獲得更高清晰度的環(huán)境圖像，能夠?yàn)榇蟊壤邷y(cè)圖的繪制提供圖像支持。在實(shí)際工程測(cè)繪過程中，無人機(jī)遙感系統(tǒng)中數(shù)碼相機(jī)功能十分強(qiáng)大，能夠自動(dòng)校驗(yàn)攝影數(shù)據(jù)，并對(duì)拍攝的數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)矯正，以此來提高測(cè)繪圖像的精準(zhǔn)度，確保大比例尺測(cè)圖工作效率的提高。但在實(shí)際無人機(jī)遙感測(cè)繪工作實(shí)施過程中，受機(jī)械變形等因素的影響，獲取的圖像會(huì)存在誤差問題，這就要求工作人員要使用邊緣現(xiàn)場(chǎng)補(bǔ)償相機(jī)姿態(tài)角度解決圖像誤差問題，提高圖像精準(zhǔn)度。并進(jìn)一步優(yōu)化三軸云臺(tái)技術(shù)，降低無人機(jī)系統(tǒng)的整體重量，確保無人機(jī)航測(cè)工作效率的提高。

3.5 特殊工況的測(cè)繪測(cè)量

工程測(cè)量中通常利用無人機(jī)遙感技術(shù)針對(duì)指定區(qū)域和指定對(duì)象信息進(jìn)行采集和處理。在具體對(duì)此類信息采集過程中，需要根據(jù)測(cè)量目標(biāo)來選擇適宜的采集手段，可以選擇手動(dòng)采集或是應(yīng)用自動(dòng)加密技術(shù)。自動(dòng)加密技術(shù)即利用航拍設(shè)備與傳感器對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，通過對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密來保證信息的安全。這些數(shù)據(jù)需要具有訪問權(quán)限的人員才能使用，這樣可以保證數(shù)據(jù)的安全。利用計(jì)算機(jī)遙控系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行手動(dòng)加密處理，具體要與本站數(shù)據(jù)采集預(yù)期相結(jié)合，指揮無人機(jī)開展定向拍攝，可以保證信息的準(zhǔn)確性。利用無人機(jī)遙感技術(shù)對(duì)于一些大型復(fù)雜工區(qū)進(jìn)行測(cè)量，能夠針對(duì)特殊工區(qū)信息進(jìn)行全方位采集。在實(shí)際工程測(cè)量工作中，大型復(fù)雜工區(qū)是測(cè)量工作的難點(diǎn)，而且測(cè)量質(zhì)量直接關(guān)系到數(shù)據(jù)的完整性，利用無人機(jī)遙感技術(shù)全面采集測(cè)繪區(qū)域內(nèi)的信息，可以為工區(qū)管理工作的有序開展提供重要的保障。實(shí)際無人機(jī)遙感技術(shù)在工程測(cè)量中應(yīng)用時(shí)，需要使用適配飛行器。在具體測(cè)繪工作中，需要對(duì)目標(biāo)區(qū)域地形地貌繪測(cè)方案進(jìn)行設(shè)計(jì)。由于無人機(jī)飛行中拍攝的影像會(huì)縮小像幅及增大偏角，這種情況下宜利用空中三角技術(shù)對(duì)影像進(jìn)行糾正，使航拍過程能夠?qū)⑷康乩砦恢眠M(jìn)行覆蓋。在實(shí)際工程測(cè)繪工作開展過程中，獲取數(shù)據(jù)信息作為測(cè)繪的基礎(chǔ)，而且數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性也會(huì)給測(cè)繪質(zhì)量帶來直接影響。利用無人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)有效地保證了測(cè)量信息的準(zhǔn)確性，而且針對(duì)一些特殊工況環(huán)境具有較好的適應(yīng)性，可以有效滿足工程測(cè)量的具體要求。

3.6 低空飛行測(cè)繪環(huán)境

為了提高工程測(cè)量工作的質(zhì)量，在利用無人機(jī)遙感技術(shù)進(jìn)行測(cè)繪過程中，需要提高測(cè)繪圖像的清晰度和測(cè)繪數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度，從而為工程建設(shè)提供科學(xué)的數(shù)據(jù)信息。對(duì)于一些工程項(xiàng)目施工環(huán)境復(fù)雜的情況下，可以充分利用無人機(jī)體量輕、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高及續(xù)航時(shí)間長(zhǎng)等優(yōu)勢(shì)，通過低空飛行來獲取測(cè)繪區(qū)域內(nèi)的數(shù)據(jù)和影像。工作人員需要提前輸入相關(guān)指令，并設(shè)定具體的航線，使無人機(jī)在復(fù)雜環(huán)境中能夠采取低空飛行的模式進(jìn)行遙感測(cè)繪，從而獲取到更高精準(zhǔn)度的航空影像。

4 無人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)應(yīng)用中的控制要點(diǎn)

4.1 做好無人機(jī)設(shè)備的檢查養(yǎng)護(hù)

為了保證無人機(jī)和遙感設(shè)備處于高效穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)，需要針對(duì)無人機(jī)設(shè)備做好檢查維護(hù)工作。在設(shè)備正式投入使用前，應(yīng)對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)調(diào)試，確保通信設(shè)備、地面電臺(tái)設(shè)備和電源系統(tǒng)等具有較好的性能，這樣才能進(jìn)行飛行試驗(yàn)。而且還要針對(duì)無人機(jī)設(shè)備進(jìn)行定期檢查養(yǎng)護(hù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并進(jìn)行處理確保無人機(jī)測(cè)繪數(shù)據(jù)的真實(shí)性和可靠性。

4.2 優(yōu)化像控點(diǎn)測(cè)量流程

提前對(duì)像控點(diǎn)的測(cè)量流程開展規(guī)劃，通過對(duì)控制范圍進(jìn)行確定，并對(duì)像控點(diǎn)的布設(shè)流程和儲(chǔ)存流程進(jìn)行優(yōu)化，全面提高工程測(cè)繪工作的效率。在實(shí)際工作中，應(yīng)深入分析測(cè)繪范圍的實(shí)際情況，并檢查拍攝區(qū)域內(nèi)網(wǎng)絡(luò)的效果，保證狀態(tài)與要求相符，避免出現(xiàn)圖像偏差。并結(jié)合被測(cè)繪區(qū)域內(nèi)的具體情況來設(shè)計(jì)具體的測(cè)量方案，通過制定專業(yè)的數(shù)據(jù)收集管理標(biāo)準(zhǔn)，保證數(shù)據(jù)收集的質(zhì)量。另外，還要對(duì)測(cè)繪數(shù)據(jù)定期檢查，將無用測(cè)繪數(shù)據(jù)及時(shí)刪除，提高測(cè)繪影像的清晰度。

4.3 優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)傳輸

工程測(cè)繪過程中使用無人機(jī)遙感技術(shù)時(shí)，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)傳輸具有重要的意義。在實(shí)際工作中，工作人員需要選擇合理的位置安裝信號(hào)接收器。在具體安裝時(shí)，應(yīng)遵循就近高位的原則，以此來提高網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)馁|(zhì)量，確保測(cè)繪過程中測(cè)繪數(shù)據(jù)和測(cè)繪影像能夠高效傳輸。

4.4 提高無人機(jī)的飛行姿態(tài)

在無人機(jī)遙感技術(shù)應(yīng)用過程中，需要搭載更高準(zhǔn)確度的傳感器，這樣才能獲得高精確度的影像，使其滿足大比例尺地形測(cè)量圖的繪制要求。同時(shí)在操控?zé)o人機(jī)時(shí)，應(yīng)根據(jù)提前設(shè)定的流程開展測(cè)繪作業(yè)，使其能夠滿足測(cè)量技術(shù)要求，確保獲得預(yù)期的測(cè)量結(jié)果。

5 結(jié)束語

在當(dāng)前工程測(cè)繪領(lǐng)域中，無人機(jī)遙感技術(shù)與其他測(cè)繪技術(shù)相比更具優(yōu)勢(shì)，能夠在低空或是高空開展測(cè)繪作業(yè)，有效地提高了測(cè)繪工作效率和測(cè)繪質(zhì)量。在實(shí)際測(cè)量工作開展過程中，具體要結(jié)合工程項(xiàng)目的實(shí)際情況，針對(duì)無人機(jī)遙感技術(shù)進(jìn)行合理優(yōu)化，使其能夠滿足工程建設(shè)要求，確保測(cè)量數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度，并進(jìn)一步推動(dòng)測(cè)繪行業(yè)的數(shù)字化和智能化發(fā)展。