關(guān)于無人機(jī)遙感技術(shù)在測繪工程測量中的應(yīng)用

劉龍

（貴州省交通規(guī)劃勘察設(shè)計研究院股份有限公司，貴州貴陽 550081）

0 引言

隨著人們對無人機(jī)遙感技術(shù)研究與應(yīng)用的不斷深入，該項技術(shù)越發(fā)成熟，通過對該項技術(shù)的合理應(yīng)用，能夠獲取到大量地理數(shù)據(jù)信息，從而為后續(xù)相應(yīng)工作開展提供支持。而從實(shí)際情況來看，要想保證采用無人機(jī)遙感技術(shù)在測繪工程測量中應(yīng)用能夠發(fā)揮出良好效果，必須做好相應(yīng)分析工作。

1 無人機(jī)遙感技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)

1.1 優(yōu)點(diǎn)

無人機(jī)遙感技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下3 個方面。

（1）高效處理信息。在進(jìn)行測繪工程測量作業(yè)開展期間，合理應(yīng)用無人機(jī)遙感技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)對被測區(qū)域情況的有效監(jiān)控，能夠高效處理區(qū)域內(nèi)各項數(shù)據(jù)，保證獲取到的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。在對無人機(jī)遙感技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用時，要將無人機(jī)與其他遙感系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)合，從而使技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢能夠得到充分發(fā)揮，做好測繪工程測量作業(yè)[1]。

（2）監(jiān)測效率高。無人機(jī)在具體應(yīng)用期間，具有智能、快速、自動等特點(diǎn)，工作人員開展監(jiān)測作業(yè)過程中，能夠采取合理方式實(shí)現(xiàn)對無人機(jī)飛行速度、高速、角度各項內(nèi)容的控制，擴(kuò)大采用無人機(jī)的監(jiān)測范圍[2]。此外，采用無人機(jī)遙感技術(shù)，能夠通過定點(diǎn)方式，完成相應(yīng)監(jiān)測作業(yè)，有效應(yīng)對各種突發(fā)事件。

（3）測量成本低。測繪工程測量作業(yè)中對無人機(jī)遙感技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，整體費(fèi)用成本不高，而且整個作業(yè)操作較為簡單，對相關(guān)工作人員進(jìn)行培訓(xùn)之后，其就能夠勝任相應(yīng)工作，而且工作人員人數(shù)少，能夠降低人力成本。

1.2 缺點(diǎn)

（1）一般情況下，無人機(jī)飛行在較低高度飛行，狀態(tài)平穩(wěn)。但是，在對無人機(jī)實(shí)際應(yīng)用期間，由于無人機(jī)體積較小，其在飛行到一定高度后，容易受風(fēng)力影響，難以保證穩(wěn)定的飛行狀態(tài)，這會降低無人機(jī)在行駛獲取到圖像的清晰度[3]。

（2）傳統(tǒng)無人機(jī)技術(shù)在具體應(yīng)用時會受到許多因素限制，難以維護(hù)傳感器控制精度，這也會影響監(jiān)測精準(zhǔn)性，導(dǎo)致獲取到的信息無法滿足后續(xù)測繪作業(yè)開展的具體要求。

（3）過分依賴通訊系統(tǒng)。采用無人機(jī)高效監(jiān)測是建立在相關(guān)技術(shù)人員的合理操作上，通過對傳感器進(jìn)行應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)對各項信息的傳遞，這也就導(dǎo)致控制無人機(jī)在作業(yè)期間過分依賴通訊系統(tǒng)，一些不法分子會干擾無人機(jī)，使其飛行遭受影響，可能會引發(fā)事故，這會對測繪工程測量作業(yè)順利進(jìn)行造成不良影響。

2 測繪工程測量中對無人機(jī)遙感技術(shù)的應(yīng)用

2.1 獲取測繪所需的影像資料

開展測繪工程測量作業(yè)中對無人機(jī)遙感技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，為了確保采用的無人機(jī)不會遭受破壞，性能穩(wěn)定性，能夠得到清晰、精準(zhǔn)反映實(shí)際情況的影像信息，測繪人員在采用無人機(jī)進(jìn)入測量區(qū)域范圍內(nèi)前，要對現(xiàn)場情況進(jìn)行全面調(diào)查，掌握區(qū)域內(nèi)環(huán)境，在綜合分析各項參數(shù)信息基礎(chǔ)上，制定無人機(jī)飛行路線，再通過試飛方式，對設(shè)備平臺位置進(jìn)行確定[4]。無人機(jī)飛行期間，其作業(yè)會受天氣、風(fēng)力等因素影響，無人機(jī)的實(shí)際飛行路線與預(yù)設(shè)路線可能會出現(xiàn)一定偏差，這將會對測繪工程測量作業(yè)開展造成一定影響。因此，采用無人機(jī)開展相應(yīng)工作時，要確保獲取測量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，而且要在測量區(qū)域進(jìn)行拍攝，通過圖片或者影像方式記錄真實(shí)情況，而且保存記錄，為后續(xù)處理、獲取三維影像、驗證測量結(jié)果提供支持。此外，通過輔助拍攝能夠達(dá)到預(yù)期效果，為空間三角形測量技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行適當(dāng)修改與補(bǔ)充，促進(jìn)無人機(jī)遙感技術(shù)的合理應(yīng)用[5]。通過對無人機(jī)進(jìn)行應(yīng)用，開展相應(yīng)拍攝作業(yè)，操作人員可以通過操作，對無人機(jī)飛行形態(tài)、速度、角度等各項內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整，而且在操作時，可以通過改變拍攝設(shè)置處理，例如，通過延遲拍照、調(diào)整曝光情況等方式獲取影像，采取這一方式，能夠得到直觀、全面的資料，提升測繪工程測量質(zhì)量，滿足應(yīng)用需求。

2.2 采集測繪需要的各項數(shù)據(jù)

工作人員在具體作業(yè)開展時，要提高對采集方式的重視。實(shí)際測量作業(yè)開展時，可以采取手動和自動加密數(shù)據(jù)方式完成數(shù)據(jù)采集工作。手動數(shù)據(jù)采集方式就是遠(yuǎn)程控制方式，通過對這一方式進(jìn)行應(yīng)用，能夠?qū)崟r獲取數(shù)據(jù)信息，為了確保作業(yè)順利進(jìn)行，需要時刻保證獲取到的信息完整，而且后期開展二次檢測，確保獲取到的數(shù)據(jù)精準(zhǔn)無誤，采取這一方式開展作業(yè)時，要做好每一檢測階段的管控作業(yè)[6]。而采取自動加密數(shù)據(jù)方式，整個過程操作相對容易，采用無人機(jī)進(jìn)行拍攝，能夠?qū)@取到的數(shù)據(jù)信息都合理存儲到機(jī)器設(shè)備內(nèi)，工作人員要想得到內(nèi)部精準(zhǔn)數(shù)據(jù)，需取得訪問數(shù)據(jù)權(quán)限，然后整理分析數(shù)據(jù)，得到測繪工程測量需要的各項信息。

2.3 空中三角測量應(yīng)用

過去一段時間，人們主要采取三角測量方法開展相應(yīng)作業(yè)，但是從實(shí)際情況來看，這一方法在應(yīng)用期間存在一定弊端，由于無人機(jī)在飛行期間會出現(xiàn)偏角，而且受風(fēng)力影響，無法保持平穩(wěn)，這會對影像匹配、連接點(diǎn)提取等各項內(nèi)容產(chǎn)生不良影響，情況嚴(yán)重時會導(dǎo)致旋片角度超出預(yù)設(shè)范圍，影像無法逐一對應(yīng)。因此，工作人員要做好相應(yīng)調(diào)整工作，否則無法開展后續(xù)快拼影像工作，這一方面不僅會延誤工期，另一方面還會增加工作人員工作量[7]。在具體作業(yè)開展時，為了能夠快速完成相應(yīng)處理工作，要將兩條航線作為構(gòu)架航線，然后依據(jù)數(shù)據(jù)進(jìn)行自由匹配，同步開展提取和測試連接點(diǎn)作業(yè)，掌握分布均勻情況。此外，在工作開展時，會人為加設(shè)連接點(diǎn)，提高航線與模型連接強(qiáng)度，增設(shè)連接點(diǎn)時，要做好相應(yīng)操作，合理避開邊緣地帶，若條件允許，要將連接點(diǎn)設(shè)置在影像中央?yún)^(qū)域，以免出現(xiàn)邊緣發(fā)生變形。

2.4 分析處理采集數(shù)據(jù)

依據(jù)傳統(tǒng)作業(yè)流程對測繪工程測量作業(yè)開展進(jìn)行適當(dāng)劃分，分為多個獨(dú)立環(huán)節(jié)，逐一開展。采用無人機(jī)遙感技術(shù)，能夠同步開展數(shù)據(jù)采集與處理作業(yè)，保證測繪工程測量結(jié)果精準(zhǔn)。采用無人機(jī)遙感技術(shù)，具體處理開展的一個難點(diǎn)就是獲取到的數(shù)碼影像排列沒有規(guī)律可循，如果無人機(jī)在飛行期間，角度出現(xiàn)異常。例如，旋偏角過小、俯仰角過大，將會出現(xiàn)顯著堆疊情況，最終得到的影像將會發(fā)生變形，與真實(shí)情況會存在較大差距。針對這一問題，可以將無人機(jī)上采用的攝像頭設(shè)置為可變焦鏡頭，將數(shù)碼相機(jī)放在無人機(jī)頂部，能夠在一定范圍內(nèi)調(diào)整焦距，得到寬窄不同的視場角，然后通過計算，獲取合理參數(shù)，調(diào)整原來參數(shù)，提高數(shù)據(jù)處理效果，避免上述各弊端帶來的不良影響。

2.5 低空作業(yè)中應(yīng)用

無人機(jī)遙感技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用期間，對環(huán)境的適應(yīng)性很強(qiáng)，從實(shí)際情況來看，能夠在惡劣環(huán)境中應(yīng)用，即使在光線較為昏暗情況下應(yīng)用，也可以獲取到清晰圖像。無人機(jī)遙感技術(shù)能夠在低空作業(yè)中應(yīng)用，這也就使其在環(huán)境監(jiān)測、災(zāi)害治理、城市建設(shè)等方面都發(fā)揮出了良好作用。隨著科技的快速發(fā)展，無人機(jī)遙感技術(shù)也得到了進(jìn)一步優(yōu)化，其中最為重要的就是自動化水平得到了提高。此外，采用無人機(jī)遙感技術(shù)能夠獲取到更加清晰的圖像，而且其功能更加豐富，相信在不久的將來，能夠應(yīng)用到不同領(lǐng)域。

2.6 科學(xué)處理各種突發(fā)事件

傳統(tǒng)測量手段在實(shí)際應(yīng)用期間，對于地震、泥石流、滑坡等各種突發(fā)事件的處理通常都束手無策，無法合理開展相應(yīng)工作。而且傳統(tǒng)方式在應(yīng)用時會消耗大量時間，因此，無法實(shí)時開展動態(tài)測量作業(yè)，部分區(qū)域由于地質(zhì)問題，會發(fā)生滑坡、地震、泥石流等各種不同類型災(zāi)害，這會對自然環(huán)境造成嚴(yán)重破壞，同時，也加大了測繪工程測量作業(yè)開展的難度。此外，受惡劣天氣因素影響，也會降低衛(wèi)星遙感和航空遙感測量效果，延長獲取影像時間，導(dǎo)致獲取到的影像模糊不清，與預(yù)期效果相比，會存在較大差距。通過對無人機(jī)遙感技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，很好地克服了上述各項問題，該項技術(shù)受突發(fā)事件的影響小，即使發(fā)生突發(fā)事件，仍然可以對災(zāi)區(qū)內(nèi)情況進(jìn)行全面監(jiān)測，從而為后續(xù)緊急突發(fā)事件的處理提供參考依據(jù)。

此外，相關(guān)工作人員在具體工作開展時需要注意的是，開展測繪工程測量作業(yè)時，需要提高對無人機(jī)保護(hù)作業(yè)的重視，從實(shí)際情況入手，做好相應(yīng)防護(hù)作業(yè)，盡量避免在作業(yè)開展時出現(xiàn)各種事故，實(shí)現(xiàn)對無人機(jī)遙感技術(shù)的合理應(yīng)用，使其作用能夠得到合理發(fā)揮。同時，要加強(qiáng)對數(shù)據(jù)的升級，確保采用的無人機(jī)能夠依據(jù)具體情況，做出正確反應(yīng)，保證在惡劣環(huán)境下，能夠完成測繪工程測量作業(yè)，全面、精準(zhǔn)完成低空拍攝。

3 測繪工程測量中對無人機(jī)遙感技術(shù)應(yīng)用的改進(jìn)方向

3.1 改進(jìn)無人機(jī)起降與抗風(fēng)性能

從現(xiàn)階段情況來看，無人機(jī)遙感技術(shù)在許多領(lǐng)域內(nèi)都得到了廣泛應(yīng)用，而且取得了不錯應(yīng)用效果，需要注意的是，為了提高無人機(jī)航拍獲取到圖像的清晰度與精準(zhǔn)性，發(fā)揮出無人機(jī)航拍作用，要從實(shí)際情況入手，適當(dāng)優(yōu)化無人機(jī)遙感技術(shù)。針對高原環(huán)境下的航拍任務(wù)，如果采用大型無人機(jī)開展拍攝作業(yè)，完成拍攝后，難以找到合理位置降落；而采用小型無人機(jī)進(jìn)行拍攝，無人機(jī)在飛行期間，可能會在拍攝期間受高原氣流影響，導(dǎo)致獲取到的數(shù)據(jù)不精準(zhǔn)，或者獲取到的航拍影像出現(xiàn)重疊。為了避免上述各項問題的出現(xiàn)，相關(guān)工作人員要加強(qiáng)對無人機(jī)抗風(fēng)性、起降技術(shù)的研究，進(jìn)而保證采用的小型無人機(jī)、大型無人機(jī)在應(yīng)用過程中，不會受飛行區(qū)域內(nèi)環(huán)境影響，能夠順利起降、穩(wěn)定飛行。

3.2 改進(jìn)傳感設(shè)計與分型控制

對于無人機(jī)來說，受其自身體積因素約束，針對一些體積較小的無人機(jī)，難以將精準(zhǔn)傳感器安裝在小型無人機(jī)上，這會降低無人機(jī)航拍作業(yè)獲取到數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性，難以滿足應(yīng)用需求。同時，部分操控?zé)o人機(jī)人員在測繪工作測量中，為了能夠得到精準(zhǔn)數(shù)據(jù)，在實(shí)際作業(yè)開展時，會對無人機(jī)的飛行方向，以及航拍角度進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。但是從實(shí)際情況來看，多數(shù)無人機(jī)采取的控制方法較為復(fù)雜，如果操作人員能力差，沒有全面掌握無人機(jī)操作要求，將會降低測量獲取到的數(shù)據(jù)精準(zhǔn)性。針對這一情況，為了保證無人機(jī)遙感技術(shù)測繪工程測量中作用能夠得到充分發(fā)揮，要加強(qiáng)對傳感器和飛行器控制設(shè)計的改進(jìn)，降低操作難度。

4 測繪工程測量中對無人機(jī)遙感技術(shù)應(yīng)用需要注意的事項

4.1 定期檢查各項設(shè)備，確保設(shè)備性能良好

將無人機(jī)遙感技術(shù)合理應(yīng)用在測繪工程測量中，要不斷提升技術(shù)，確保能夠精準(zhǔn)地獲取到測量數(shù)據(jù)。與此同時，要加強(qiáng)對無人機(jī)遙感技術(shù)的應(yīng)用與管理，定期檢查各項設(shè)備，而且要對各項設(shè)備進(jìn)行適當(dāng)調(diào)試，避免由于采用的設(shè)備老化，對后續(xù)工作開展造成不良影響。無人機(jī)相關(guān)設(shè)備運(yùn)行要做好以下4 項工作。

（1）采用設(shè)備前，要嚴(yán)格依據(jù)設(shè)備說明，做好相應(yīng)檢查工作，設(shè)備要通過質(zhì)量檢查，確保性能良好后，才能應(yīng)用到測繪工程測量作業(yè)中。

（2）依據(jù)測繪工程測量作業(yè)的具體需求，對采用的設(shè)備性能進(jìn)行適當(dāng)調(diào)試，確保獲取到的數(shù)據(jù)可靠、精準(zhǔn)。

（3）相關(guān)單位、人員要管理與檢查電源系統(tǒng)、地面電臺、通訊設(shè)備等各項配套設(shè)施，保證每一項設(shè)施性能能夠滿足應(yīng)用需求，為后續(xù)測繪工程測量作業(yè)開展提供支持。

（4）做好影像質(zhì)量管理作業(yè)，以免出現(xiàn)重疊、不清晰、彎曲等各種不良現(xiàn)象，而且要加強(qiáng)對影片色彩與清晰度情況的檢測，提升無人機(jī)遙感技術(shù)水平。

4.2 合理優(yōu)化像控點(diǎn)測量流程

開展測繪工程測量期間，要想進(jìn)一步提高無人機(jī)遙感測繪技術(shù)作業(yè)效率，要在對實(shí)際情況進(jìn)行分析基礎(chǔ)上，科學(xué)布設(shè)航拍攝相控點(diǎn)，而且要對測繪工程測量流程進(jìn)行合理優(yōu)化。具體作業(yè)開展時，可以依據(jù)具體拍攝范圍，檢查拍攝區(qū)域影像與自由網(wǎng)效果，促進(jìn)自由網(wǎng)拼圖的形成。完成上述作業(yè)后，要依據(jù)測量區(qū)域內(nèi)的地形地勢特點(diǎn)，針對拍攝像控點(diǎn)進(jìn)行適當(dāng)優(yōu)化，完成相應(yīng)布設(shè)，提高獲取到的影像質(zhì)量。需要特別注意的是，測量人員在開展采集作業(yè)時，不得隨意更改或刪除設(shè)備上的各項信息，并且不需重復(fù)對采用的無人機(jī)的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行指示，確保獲取到的各項數(shù)據(jù)原始性、真實(shí)性。同時，在進(jìn)行數(shù)據(jù)整理期間，要詳細(xì)、全面整理數(shù)據(jù)，確保最終獲取到的數(shù)據(jù)完整。

5 結(jié)語

總而言之，將無人機(jī)遙感技術(shù)應(yīng)用在測繪工程測量作業(yè)中，能夠充分體現(xiàn)其應(yīng)用價值。工作人員要掌握無人機(jī)遙感技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)，對技術(shù)應(yīng)用的針對性進(jìn)行適當(dāng)強(qiáng)化，完成測繪工程測量作業(yè)，得到精準(zhǔn)測量結(jié)果，進(jìn)而為后續(xù)相應(yīng)工作開展提供支持。