工程測繪中無人機遙感測繪技術(shù)的應(yīng)用研究

倫慶全

壽光市測繪有限公司

工程測繪業(yè)務(wù)規(guī)模在城市化進程不斷推進的過程中得到持續(xù)增長，各行業(yè)對工程測繪的精度和效率要求持續(xù)增加，各種復(fù)雜地形區(qū)域的測繪業(yè)務(wù)也呈現(xiàn)出增長趨勢，測繪單位需要完成各種復(fù)雜的測繪工作要求。為了適應(yīng)測繪市場發(fā)展的需求，測繪行業(yè)相關(guān)技術(shù)人員持續(xù)開展測繪新技術(shù)的應(yīng)用研究工作，無人機遙感測繪技術(shù)以其靈活、高效等優(yōu)勢在工程測繪中得到廣泛應(yīng)用。各測繪單位紛紛將無人機遙感測繪技術(shù)作為重點，積極探索該技術(shù)在各種工程中的應(yīng)用。

1 無人機遙感測繪技術(shù)在工程測繪應(yīng)用中存在的不足和優(yōu)勢分析

1.1 無人機遙感測繪技術(shù)在工程測繪應(yīng)用中存在的不足

雖然無人機遙感測繪技術(shù)在工程測繪應(yīng)用期間展現(xiàn)出的性能較為優(yōu)越，但是依然存在較多應(yīng)用方面的不足[1]。一方面，無人機在運行過程中難以維持穩(wěn)定，往往會因為外界風(fēng)力等因素的影響出現(xiàn)晃動情況，這與機體質(zhì)量較小存在一定關(guān)聯(lián)。在設(shè)計期間，設(shè)計人員為了確保無人機能夠維持長久的續(xù)航能力，通常選擇降低機體重量來降低能源損耗，這也導(dǎo)致了無人機運行不穩(wěn)定的后果。另一方面，為了確保無人機遠(yuǎn)程控制的穩(wěn)定性，技術(shù)人員需要加強對運行期間通信系統(tǒng)的保障工作，無論是傳感器對信號的采集還是控制信號的傳遞，都需要依靠無線通信系統(tǒng)進行控制，這也導(dǎo)致該技術(shù)對通信系統(tǒng)的依賴性較強。

1.2 無人機遙感測繪技術(shù)在工程測繪應(yīng)用中存在的優(yōu)勢

無人機遙感技術(shù)在工程測繪中具有較多優(yōu)勢，被應(yīng)用到各種工程建設(shè)領(lǐng)域之中。在應(yīng)用期間，無人機具有較強的靈活性，能夠在技術(shù)人員的遠(yuǎn)程控制中快速抵達目標(biāo)區(qū)域，完成相關(guān)的測繪工作，尤其在人力難以抵達的復(fù)雜環(huán)境區(qū)域中，無人機能夠發(fā)揮極大的作用。其次，在測繪范圍方面，無人機能夠?qū)Υ蟮乩矸秶牡匦巍⒖臻g進行測繪和檢查，還可以針對小范圍的空間進行精細(xì)化的數(shù)據(jù)影像采集，完成各種工程測繪任務(wù)。最后，在數(shù)據(jù)處理方面，無人機遙感測繪技術(shù)能夠通過三維仿真、光譜分析等技術(shù)手段完成對高分辨率影像數(shù)據(jù)的高效處理。

2 無人機遙感測繪技術(shù)在工程測繪中的應(yīng)用情況分析

2.1 測繪影像采集處理方面的應(yīng)用

在操控?zé)o人機對目標(biāo)區(qū)域進行遙感測繪之前，測繪技術(shù)人員需要做好試飛場地的選擇、試飛條件的確認(rèn)以及飛行路線的規(guī)劃等工作[2]。在運行之前，技術(shù)人員需要做好測試工作，并對像控點進行合理規(guī)劃布置。無人機作業(yè)過程中能夠利用GPS定位系統(tǒng)精確地完成目標(biāo)區(qū)域的定位工作，自動形成高程、平面坐標(biāo)系等參數(shù)內(nèi)容，還可以在測繪期間對分辨率、成像比例、圖幅尺寸等進行自動調(diào)節(jié)，基于系統(tǒng)設(shè)置的自動處理系統(tǒng)將航攝的影像畫面轉(zhuǎn)化為三維模型，在高像素設(shè)備的支持下，無人機遙感測繪技術(shù)能夠輔助測繪人員采集高清測繪影像，有效提升了測繪精度。在DOM精度以及像控點精度方面，無人機遙感技術(shù)性能較為優(yōu)越，能夠?qū)⒈姸嚯[蔽區(qū)域、測繪死角等完整地測繪出來，測繪結(jié)果相對全面。

2.2 測繪數(shù)據(jù)采集處理方面的應(yīng)用

無人機遙感技術(shù)中的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)自動化程度較高，能夠輔助人工實現(xiàn)對測量數(shù)據(jù)的自動采集，結(jié)合使用需求對無關(guān)的數(shù)據(jù)進行篩選剔除，降低測繪人員的操作難度，大幅度提升工程測繪的效率[3]。在數(shù)據(jù)存儲方面，該技術(shù)應(yīng)用過程中能夠?qū)y繪數(shù)據(jù)以TIGG（無壓縮）格式在系統(tǒng)中存儲，符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。在測繪數(shù)據(jù)處理階段，無人機遙感測繪技術(shù)能夠?qū)o人機采集的原始數(shù)據(jù)自動傳輸至遠(yuǎn)程計算機平臺之中，并及時對數(shù)據(jù)進行備份處理以免出現(xiàn)意外情況。在無人機運行期間，無人機航攝角度往往難以與規(guī)劃布置情況完全一致，圖像拍攝效果也會因此受到影響，而無人機搭載的相機能夠自動對焦距相關(guān)參數(shù)進行調(diào)整，使得航攝影像效果得到增強。為了便于對影像數(shù)據(jù)的具體位置、時間等進行區(qū)分，數(shù)據(jù)采集數(shù)量系統(tǒng)能夠在存儲影像數(shù)據(jù)的同時將相片號、航線、時間、攝影區(qū)域等參數(shù)信息明確標(biāo)注，提升了測繪數(shù)據(jù)的有效性，為后續(xù)的數(shù)據(jù)分析處理提供明確的參考指引。

2.3 低空作業(yè)中的應(yīng)用

無人機遙感技術(shù)多用于復(fù)雜地形、環(huán)境惡劣區(qū)域，如災(zāi)害救援過程中，無人機能夠通過低空作業(yè)實現(xiàn)對現(xiàn)場高質(zhì)量影像數(shù)據(jù)的采集，為工程建設(shè)或搶險救災(zāi)人員提供精準(zhǔn)數(shù)據(jù)[4]。低空作業(yè)期間，無人機遙感測繪技術(shù)能夠輔助測繪人員完成對高清畫面的拍攝以及測繪圖像的自動捕捉，能夠依靠數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)完成對影像的識別、拼接以及建模分析相關(guān)工作，確保測繪人員在特殊情況下的測繪效率。

3 無人機遙感測繪技術(shù)在工程測繪中的應(yīng)用注意事項

3.1 重視設(shè)備維護工作，定期開展設(shè)備檢查工作

無人機遙感測繪技術(shù)在復(fù)雜、特殊、緊急情況中得到了廣泛應(yīng)用，為了避免測繪任務(wù)受到阻礙，測繪人員需要重視設(shè)備維護工作，規(guī)避圖片重影、無人機不穩(wěn)定、通訊異常等問題，及時對損壞的零部件進行更換處理，同時做好數(shù)據(jù)處理相關(guān)系統(tǒng)的優(yōu)化升級工作，盡可能提升系統(tǒng)設(shè)備的穩(wěn)定性。在設(shè)備檢查過程中，測繪人員需要按照質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)對設(shè)備性能進行核驗，并在測繪之前做好設(shè)備的調(diào)試工作[5]。對于電源、數(shù)據(jù)存儲、電臺、通信等系統(tǒng)設(shè)備，測繪人員需要加強檢查力度，通過通電檢查等方式對各平臺設(shè)備狀態(tài)進行校核，避免在工程測繪中出現(xiàn)故障。針對遙感測繪工作，測繪人員需要對航線彎曲度、旋角、影像重疊度、畫面清晰度等進行檢查，及時針對異常情況進行部件更換或調(diào)整，避免影響測繪質(zhì)量。

3.2 嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范操作無人機設(shè)備，確保攝影質(zhì)量

無人機操作的規(guī)范性對于遙感測繪的質(zhì)量具有較大影響，測繪人員需要嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范完成對無人機設(shè)備的操作工作。在具體操作期間，測繪人員需要對進場時間進行嚴(yán)格控制，按測繪方案要求控制降落或起飛的方式，做好對無人機作業(yè)過程中飛行速度的控制，確保測繪影像具有較高的清晰度。技術(shù)人員需要結(jié)合現(xiàn)場實際情況對飛行高度、飛行速率等進行合理設(shè)計，確保無人機高度與拍攝畫面的效果達到協(xié)調(diào)穩(wěn)定，同時也需要對無人機通信狀態(tài)進行實時確認(rèn)，避免干擾信號對GPS定位、遙感信號采集等產(chǎn)生影響。此外，測繪人員需要對測繪結(jié)果的全面性進行核查，及時對缺漏區(qū)域進行補攝，還需要針對無人機運行期間的設(shè)備安全和人員安全進行控制，并在方案中明確相關(guān)應(yīng)急措施。

3.3 合理控制像控點布設(shè)、測量流程

無人機遙感測繪結(jié)果的精度和全面性與像控點的布設(shè)以及測量流程存在關(guān)聯(lián)，測繪人員需要針對該流程進行優(yōu)化管控。具體操作過程中，測繪人員需要針對工程建設(shè)情況對拍攝的具體情況進行規(guī)劃總結(jié)，并對無人機組網(wǎng)情況進行核對校驗。為了確保像控點的合理布設(shè)，測繪人員需要充分考慮測繪區(qū)域的環(huán)境特點，結(jié)合地形地勢對像控點進行合理安排，盡可能提升測繪影像的質(zhì)量效果。針對采集的測繪數(shù)據(jù)，測繪人員需要做好對原始影像相關(guān)數(shù)據(jù)資料的備份保存工作，避免對原始數(shù)據(jù)進行隨意的拼接處理，確保后續(xù)能夠?qū)y繪結(jié)果進行更高效的應(yīng)用。由于無人機拍攝的影像資料大多存儲于采集器中，測繪人員需要定時對采集器中的信息進行歸檔保存，避免出現(xiàn)數(shù)據(jù)缺失或混亂等情況，影響測繪工作質(zhì)量。

4 結(jié)語

綜上所述，無人機遙感測繪技術(shù)具有較強的靈活性，能夠在各種復(fù)雜地形區(qū)域完成各項小范圍或大范圍的高精度測繪任務(wù)，還可以依靠三維建模等數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)完成對影像數(shù)據(jù)的高效處理。在采集和處理影像相關(guān)數(shù)據(jù)資料的過程中，測繪技術(shù)人員需要做好對像控點的布置、飛行測繪方案的規(guī)劃等相關(guān)工作，同時按要求備份原始數(shù)據(jù)，用于后續(xù)的各項分析處理工作。在應(yīng)用過程中，測繪人員需要做好無人機、遙感相關(guān)設(shè)備的維護保養(yǎng)和檢查測試工作，在測試無誤的情況下方可安排無人機進行遙感測繪作業(yè)。針對該技術(shù)存在的操作不穩(wěn)定、依賴通訊等不足之處，測繪單位需要加強對該技術(shù)的研究，持續(xù)提升測繪技術(shù)的應(yīng)用效果。