邵亦睿
山東省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局第四地質(zhì)大隊(duì) 山東 濰坊 261021
所謂的無(wú)人機(jī)遙感技術(shù),是現(xiàn)代比較新型的技術(shù)手段之一,即可以通過(guò)無(wú)人機(jī)設(shè)備,直接遙控?zé)o人機(jī)的行駛,同時(shí)通過(guò)CPS、GIS等信息技術(shù)手段,對(duì)特定地方實(shí)施掃描,以便于獲取相關(guān)數(shù)據(jù)。而相對(duì)于常規(guī)的地面測(cè)量方法而言,無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)的使用具有許多優(yōu)點(diǎn),首先,因?yàn)槠錁?gòu)造簡(jiǎn)單,且尺寸相對(duì)小,而且操縱方式簡(jiǎn)單,環(huán)境對(duì)其產(chǎn)生的干擾也不會(huì)很大,因此能夠在各種環(huán)境下獲取相對(duì)精確的數(shù)據(jù)。其次,在使用這種方法時(shí),無(wú)須技術(shù)人員直接到事故現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行勘測(cè),只需在遠(yuǎn)處對(duì)無(wú)人機(jī)設(shè)備實(shí)施操作,即可獲取相應(yīng)數(shù)據(jù),從而提高了地面測(cè)量的穩(wěn)定性。再者,不論是在無(wú)人機(jī)的設(shè)計(jì)制造上,或是作業(yè)技術(shù)人員的培訓(xùn)上,都無(wú)須投入過(guò)高[1]。最后,通過(guò)無(wú)人機(jī)航拍,能夠利用位置的變化,調(diào)整測(cè)量區(qū)域,位置越高,測(cè)量區(qū)域越大,但精度較差;位置越低,測(cè)量區(qū)域也較小,但精度較高,并利用二者的結(jié)合,使環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)直接顯示出來(lái),便于專業(yè)工作人員對(duì)情況的及時(shí)掌握。也正是因?yàn)樗瑫r(shí)具備了上述優(yōu)點(diǎn),被廣泛的運(yùn)用于工程建設(shè)、地質(zhì)勘查等各項(xiàng)作業(yè)當(dāng)中。
隨著時(shí)代的發(fā)展,無(wú)人機(jī)的遙感技術(shù)也成為業(yè)界研究的熱點(diǎn)。在實(shí)際應(yīng)用中,利用遙感技術(shù)對(duì)無(wú)人機(jī)進(jìn)行控制,將多種技術(shù),如影像、計(jì)算機(jī)等結(jié)合起來(lái),可以避免傳統(tǒng)的手工測(cè)量帶來(lái)的不便,從而降低工作的繁重,同時(shí)也顯示出了整個(gè)測(cè)量過(guò)程的穩(wěn)定性。
無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)在測(cè)繪工程測(cè)量中的明顯優(yōu)點(diǎn)就是有很大的工作效率。社會(huì)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展下城市建設(shè)管理水平日益提升,而某些突發(fā)、緊急狀況的產(chǎn)生也是在所難免的,當(dāng)產(chǎn)生了這種現(xiàn)象就會(huì)產(chǎn)生一定的社會(huì)危害或人員傷亡,因此可使用無(wú)人機(jī)或遙感技術(shù)來(lái)進(jìn)行檢測(cè),以減少現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查的時(shí)間,在最少的時(shí)間內(nèi)有效遏制事故的發(fā)生,降低城市建設(shè)下經(jīng)濟(jì)方面的損失或人員傷亡。此外,從測(cè)繪工程測(cè)量大方向出發(fā),該項(xiàng)技術(shù)的有效運(yùn)用可以完成對(duì)一定區(qū)域內(nèi)地球表面的詳細(xì)勘查和測(cè)定,從而切實(shí)提升了復(fù)雜條件下工程測(cè)量的效率與質(zhì)量,為城市規(guī)劃、國(guó)土管理等相關(guān)工作提供重要依據(jù),從而切實(shí)提升城市規(guī)劃建設(shè)中的總體管理水平,完成了數(shù)字化、智能化的大跨越[2]。
測(cè)繪現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量項(xiàng)目的實(shí)施離不開(kāi)人才、裝備的支持,無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)在遠(yuǎn)距離測(cè)量等領(lǐng)域的發(fā)展優(yōu)勢(shì)很強(qiáng),可以降低人力成本,同時(shí)無(wú)人機(jī)本身重量很小,在使用環(huán)境中具備較好的靈活性,可以適應(yīng)小空間升降無(wú)要求區(qū)域的測(cè)量需求。此外,就無(wú)人機(jī)等遙感技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用來(lái)說(shuō),從使用原理、運(yùn)行等都較為簡(jiǎn)單,降低了相關(guān)單位在這方面的投入。
借助于無(wú)人機(jī)遙感技術(shù),能夠監(jiān)控并檢測(cè)大區(qū)域外或者小區(qū)域內(nèi)的物體,也就是在測(cè)量范圍中此科技的檢測(cè)尺度更具有高度可控性,從而能夠使檢測(cè)的尺度范圍最大化地?cái)U(kuò)大。同時(shí),利用無(wú)人機(jī)遙感手段,探測(cè)范圍就能夠進(jìn)行三維的形態(tài)展示,這樣也有利于工作人員以更為直觀的視角對(duì)具體景物進(jìn)行觀察。
由于中國(guó)城鎮(zhèn)化進(jìn)程加速,城市工程建設(shè)規(guī)模也隨之?dāng)U大。但部分城市規(guī)劃方法的合理性、科學(xué)性缺失,給中國(guó)城市規(guī)劃的有效發(fā)展造成了不同程度的限制。因?yàn)橐?guī)劃工作人員往往不能掌握當(dāng)時(shí)最新、最精確的觀測(cè)數(shù)據(jù),從而使得規(guī)劃方案逐漸失去了可行性和有效性。因此,設(shè)計(jì)工作人員必須以更長(zhǎng)遠(yuǎn)的目光重新審視城市規(guī)劃工作,并通過(guò)無(wú)人機(jī)等遙感技術(shù)采集所需要的各種數(shù)據(jù),以進(jìn)行數(shù)字模型的建立和完善。在具體的項(xiàng)目中,工程設(shè)計(jì)技術(shù)人員通過(guò)巧用無(wú)人機(jī)遙感技術(shù),迅速、準(zhǔn)確的獲取范圍內(nèi)的地形資料,通過(guò)多角度的計(jì)算,得到了高分辨率的圖形,使城市的地形模型更具實(shí)時(shí)性。而且,由于先進(jìn)信息技術(shù)的運(yùn)用,建筑設(shè)計(jì)和城市規(guī)劃工作者可以及時(shí)了解城市規(guī)劃現(xiàn)代化發(fā)展的具體進(jìn)程,通過(guò)無(wú)人機(jī)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)評(píng)估設(shè)計(jì)措施的執(zhí)行情況[3],利用無(wú)人機(jī)制作的多角度圖片科學(xué)評(píng)估設(shè)計(jì)的效果。如果通過(guò)無(wú)人駕駛的遙感技術(shù)的運(yùn)用發(fā)現(xiàn)城市規(guī)劃的要求與現(xiàn)實(shí)需要不相符合,管理人員應(yīng)該立即采取針對(duì)性的補(bǔ)救措施,促進(jìn)城市規(guī)劃建設(shè)項(xiàng)目的實(shí)施優(yōu)質(zhì)有效。當(dāng)獲取城市規(guī)劃所需要的信息后,人員可按照項(xiàng)目要求,調(diào)節(jié)無(wú)人機(jī)或設(shè)備的拍攝角度、范圍和距離等,使航拍信息更加準(zhǔn)確和完整。
地理自然災(zāi)害檢測(cè)中無(wú)人機(jī)遙感信息技術(shù)的使用,達(dá)到了智能化數(shù)據(jù)處理信息。通過(guò)使用遙感測(cè)量技術(shù)快速獲取完整的精度最高的數(shù)字信息,無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)的應(yīng)用中能夠通過(guò)科學(xué)確定無(wú)人機(jī)設(shè)備的行駛路徑,完成連貫的航拍作業(yè),能夠根據(jù)檢測(cè)獲取的數(shù)字信息,設(shè)定空中飛行最佳路徑。在對(duì)自然災(zāi)害區(qū)域測(cè)量項(xiàng)目中,無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)的應(yīng)用能夠根據(jù)項(xiàng)目地理?xiàng)l件要求,完成拍攝補(bǔ)償、轉(zhuǎn)彎緩沖和延遲拍攝等動(dòng)作,以保證獲取實(shí)時(shí)而精確的數(shù)字信息,并有效去除錯(cuò)誤信息,在無(wú)人機(jī)輔助下能夠自行加載數(shù)據(jù)處理信息。在無(wú)人機(jī)遙感科技的使用中,對(duì)自然災(zāi)害區(qū)域進(jìn)行測(cè)量項(xiàng)目中,對(duì)高精細(xì)度也有了相應(yīng)的要求。救援工作中,通過(guò)遙感信息收集和獲取方法,無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)發(fā)揮了巨大的功能。
當(dāng)利用無(wú)人機(jī)進(jìn)行測(cè)量時(shí),在對(duì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行收集時(shí)必須嚴(yán)格遵循以下幾個(gè)流程進(jìn)行。首先在獲取的數(shù)據(jù)資料上,通常都會(huì)采取手動(dòng)或者自動(dòng)的方法,而且將二者相互融合,這樣使檢測(cè)的工作更為順利,同時(shí)對(duì)信息做出更加準(zhǔn)確的反映,從而更好的提升了統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)信息獲取的效率以及質(zhì)量。在相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)信息獲取之后,為了保證其質(zhì)量需要對(duì)其實(shí)施第二次監(jiān)測(cè),通過(guò)對(duì)飛行的航線進(jìn)行重新分析來(lái)實(shí)現(xiàn)第二次的監(jiān)測(cè),以便于更好的保證其航班運(yùn)行的準(zhǔn)確度和全面性。另外,還要在具體的數(shù)據(jù)采集處理中,積極提高無(wú)人駕駛飛行器的視頻清晰度,從而保證數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確度。在利用無(wú)人機(jī)技術(shù)對(duì)測(cè)量工作所需要的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行獲取時(shí)期,不僅僅要對(duì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行測(cè)量,還應(yīng)運(yùn)用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)對(duì)通過(guò)測(cè)量獲取的準(zhǔn)備數(shù)據(jù)信息加以分析,從而形成更加準(zhǔn)確地?cái)?shù)據(jù)資料,以保證測(cè)量工作的品質(zhì)和效果。
一般對(duì)于在低空地帶或是地質(zhì)條件比較差的地方,采用傳統(tǒng)的地面測(cè)量方法往往很難實(shí)施高效的檢測(cè)工作,而無(wú)人機(jī)飛行遙感技術(shù)的應(yīng)用則可以比較有效的克服上述問(wèn)題。而且,由于無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)往往有比較強(qiáng)的低空檢測(cè)能力,使得它可以對(duì)于地面測(cè)繪技術(shù)要求較為困難的區(qū)域?qū)嵤└咝У臋z測(cè)。因此通常在這種條件下,開(kāi)展檢測(cè)工作時(shí)還需要從以下一些方面需要注意,由于在環(huán)境較差的地方測(cè)繪一般都較為困難,并且還必須實(shí)施低空檢測(cè),所以在采用無(wú)人機(jī)飛行檢測(cè)工作時(shí)還必須要注意對(duì)無(wú)人機(jī)設(shè)備的維護(hù)管理等工作,以此來(lái)更好的保證檢測(cè)的品質(zhì)。其二,也正是在對(duì)無(wú)人機(jī)技術(shù)開(kāi)展具體的運(yùn)用過(guò)程中,還針對(duì)其低空操作的遙感技術(shù)做出積極的提升,以保證在開(kāi)展無(wú)人機(jī)遙感操作時(shí)能產(chǎn)生更敏銳的反應(yīng)力,并增強(qiáng)在其惡劣環(huán)境中的測(cè)繪性能,從而提高了低空攝影的整體性、準(zhǔn)確度[4]。
對(duì)于測(cè)量工作而言,它在實(shí)施的過(guò)程中會(huì)面臨各種的地理?xiàng)l件和地貌,對(duì)航空器的升空和下降來(lái)說(shuō)是有相應(yīng)的條件制約的,而傳統(tǒng)化的測(cè)量措施而言,對(duì)數(shù)值的精確程度無(wú)法加以確定,因此測(cè)繪工作自身就無(wú)法有效的落實(shí),而且對(duì)于這些地方來(lái)說(shuō),使用其它技術(shù)也是比較困難的。就無(wú)人機(jī)的遙感技術(shù)來(lái)說(shuō),該技術(shù)可以對(duì)上述難題做出高效的處理,測(cè)量項(xiàng)目的質(zhì)量將會(huì)有效的提高,同時(shí)確保測(cè)量結(jié)果的可靠性,在有突發(fā)狀況出現(xiàn)的時(shí)候可以對(duì)信息進(jìn)行及時(shí)的傳輸,保證相關(guān)工作者能夠及時(shí)的獲取信息,促進(jìn)測(cè)繪工作的有效落實(shí)。在整個(gè)測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)量工作中,無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)也為其提供了卓越的服務(wù)。現(xiàn)在,許多的低層無(wú)人機(jī)的測(cè)繪工作,需要經(jīng)過(guò)大量的研究和分析,才能夠解決當(dāng)前的問(wèn)題,同時(shí)也能夠保障服務(wù)質(zhì)量,從而推動(dòng)城市化、智能化、自動(dòng)化,進(jìn)而推動(dòng)我國(guó)的科技進(jìn)步。在低空飛行的時(shí)候,無(wú)人機(jī)的靈活性更強(qiáng),數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性也更高,安全性更好,成本也更低。因此,對(duì)我國(guó)而言,無(wú)人機(jī)的低空遙感技術(shù)在許多方面都有著廣泛的應(yīng)用,同時(shí)也為專業(yè)人員提供了大量的輔助服務(wù)。目前,許多學(xué)者都在對(duì)這一技術(shù)進(jìn)行深入的研究和分析,同時(shí)也在對(duì)這一技術(shù)的需求進(jìn)行深入的調(diào)研,以達(dá)到更好的效果。這是一種技術(shù)的發(fā)展和發(fā)展,它通過(guò)技術(shù)研發(fā)、培訓(xùn)和服務(wù)的結(jié)合,實(shí)現(xiàn)了技術(shù)與專業(yè)的有機(jī)結(jié)合,推動(dòng)了無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)的快速發(fā)展。
在對(duì)礦山環(huán)境進(jìn)行建設(shè)以及管理的時(shí)候,多數(shù)情況下都會(huì)對(duì)無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行有效的測(cè)繪工作實(shí)施,但是對(duì)于中國(guó)目前的高度城市化發(fā)展?fàn)顩r下,不但對(duì)工作強(qiáng)調(diào)了綠色化和環(huán)境化,同時(shí)需要對(duì)周邊環(huán)境進(jìn)行有效的控制以及整治,從而提高了礦山本身的生態(tài)建設(shè)效果,確保了其自身目標(biāo)的高效完成,并且通過(guò)無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)還能夠通過(guò)人機(jī)同時(shí)搭載各種感應(yīng)器,收集多樣化的礦區(qū)環(huán)境遙感數(shù)據(jù),比如雷達(dá)、真彩色甚至是多光譜等,并將數(shù)據(jù)到電腦上,再利用相應(yīng)的應(yīng)用軟件加以管理,從而能夠保證數(shù)據(jù)的真實(shí)程度和定量的有效數(shù)據(jù)分析,從而提高了信息自身的有效性,判斷現(xiàn)階段對(duì)礦山周邊環(huán)境的整治和修復(fù)狀況,從而合理評(píng)價(jià)了綠色礦山建設(shè)的成果[5]。
在對(duì)地形空間較大的地方,如農(nóng)作物的生長(zhǎng)點(diǎn)等大規(guī)模性地方的測(cè)量時(shí),要求測(cè)量單位對(duì)范圍內(nèi)的地貌和影像的數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)。通過(guò)無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)可以對(duì)各種場(chǎng)景中的地形空間數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量,在短距離內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)整批范圍內(nèi)的地理信息和測(cè)繪項(xiàng)目的數(shù)據(jù)收集。在具體的測(cè)繪中,無(wú)人機(jī)必須按照確定的航行路線和技術(shù)條件進(jìn)行,以確保飛機(jī)的穩(wěn)定性和信息的準(zhǔn)確性。在此基礎(chǔ)上,按照工程師的具體要求加以調(diào)節(jié),使之可以適應(yīng)駕駛要求和信息收集要求。通過(guò)專門(mén)的管理和信息處理系統(tǒng),在地圖和導(dǎo)航的幫助下,對(duì)整個(gè)的航拍流程加以管理,使其完全符合要求。
在測(cè)繪過(guò)程中,無(wú)人機(jī)遙感的人工智能技術(shù)可有效的改善信息傳遞效率。因此通過(guò)改善網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸服務(wù),就能夠更有效地改善工程測(cè)量的實(shí)際效果與質(zhì)量管理,這也是進(jìn)行工程技術(shù)應(yīng)用優(yōu)化的最有效手段。不過(guò),在信息技術(shù)的具體運(yùn)用實(shí)踐中,工程技術(shù)人員也應(yīng)充分發(fā)揮自身的科技能力,通過(guò)完善網(wǎng)上傳輸,智能的組織與信息采集系統(tǒng),并根據(jù)工程測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)繪成果制定具體的工程技術(shù)應(yīng)用措施。
無(wú)人駕駛遙感技術(shù)在實(shí)際測(cè)量中的應(yīng)用,需要相關(guān)人員具有一定的技術(shù)水平,并能夠利用自己的專業(yè)知識(shí)來(lái)完成對(duì)無(wú)人機(jī)的測(cè)繪工作。因此,在運(yùn)用無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)的過(guò)程中,需要對(duì)有關(guān)人員進(jìn)行訓(xùn)練,使其具備一定的技術(shù)基礎(chǔ)。為全面評(píng)價(jià)測(cè)繪工作對(duì)相關(guān)人員的職業(yè)訓(xùn)練效果,既要培養(yǎng)其技術(shù)水平和工作效率,接受一系列的模擬訓(xùn)練,并通過(guò)系統(tǒng)的學(xué)習(xí)與實(shí)踐來(lái)提升其專業(yè)能力,以達(dá)到有效地提高測(cè)繪技術(shù)人員的技能和專長(zhǎng)的精確度,提高實(shí)際操作與控制的規(guī)范化,以提高工作的效率和工作質(zhì)量。
在工程技術(shù)測(cè)試操作中,為有效地使用無(wú)人機(jī)遙感信息技術(shù),使所開(kāi)展的像控點(diǎn)測(cè)量工作效率更高,這就需要工程設(shè)計(jì)部門(mén)的測(cè)試工作者,進(jìn)一步完善的像控點(diǎn)檢測(cè)程序。首先,應(yīng)該從無(wú)人機(jī)攝影區(qū)域開(kāi)始,通過(guò)檢測(cè)攝影區(qū)域圖像的自由網(wǎng)效果,從而快速得到自由網(wǎng)的拼ICI。而以后在實(shí)際開(kāi)展像控點(diǎn)檢測(cè)的工程項(xiàng)目中,利用其所測(cè)量范圍的地勢(shì)地形等特點(diǎn),以便于進(jìn)一步保證像空點(diǎn)相片圖像的品質(zhì)。在收集與管理的圖像數(shù)據(jù)中,測(cè)量人員既不能任意刪減或更改原始的數(shù)據(jù)資料,更不得在無(wú)人機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)內(nèi)設(shè)定任何需要再加組合資料的指令,以最大限度地保存原始、真實(shí)的測(cè)量資料,從而便于日后對(duì)資料數(shù)據(jù)作出合理的處理。最后,由于在大型無(wú)人機(jī)攝影過(guò)程中將有大批的資料數(shù)據(jù)將存放到信息采集器內(nèi),這就要求測(cè)量人員必須經(jīng)常地對(duì)數(shù)據(jù)采集器內(nèi)的資料數(shù)據(jù)加以清理,從而確保了數(shù)據(jù)資料的安全、有序。
當(dāng)未來(lái)使用大型無(wú)人機(jī)遠(yuǎn)程遙感信息技術(shù)從事重大工程測(cè)繪計(jì)量作業(yè)檢查時(shí),為進(jìn)一步提高大型無(wú)人機(jī)遠(yuǎn)程遙感技術(shù)使用水平,有關(guān)工程建設(shè)單位應(yīng)當(dāng)做好對(duì)檢測(cè)設(shè)施的全面管理工作,以獲得最高、最優(yōu)的檢測(cè)品質(zhì)。同時(shí)測(cè)繪技術(shù)人員還應(yīng)當(dāng)定期審查有關(guān)設(shè)施,并負(fù)責(zé)調(diào)試設(shè)施特性。首先,在設(shè)備使用以前,檢測(cè)技術(shù)人員必須要依據(jù)嚴(yán)格的施工技術(shù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)對(duì)設(shè)施做全面檢測(cè),只有經(jīng)過(guò)嚴(yán)格質(zhì)量測(cè)試的設(shè)施方可進(jìn)入作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)。然后按照實(shí)際施工測(cè)量作業(yè)檢查需要,對(duì)設(shè)施做出適當(dāng)?shù)募夹g(shù)性指標(biāo)調(diào)節(jié)調(diào)整。此外,有關(guān)工程建設(shè)單位還必須注重對(duì)起相應(yīng)的通訊設(shè)備、供電系統(tǒng)、地面無(wú)線電臺(tái)等相關(guān)設(shè)備的全面檢查和管理工作,以便于為施工測(cè)量裝置的順利工作,打下良好的科技前提基礎(chǔ)[6]。最后,在開(kāi)展實(shí)際測(cè)量的作業(yè)過(guò)程中,同時(shí)也要做好對(duì)影片品質(zhì)的檢測(cè)工作,以防止影片發(fā)生重復(fù)、線路扭曲等問(wèn)題,并檢測(cè)影像色彩和清晰率,這樣就能夠在相應(yīng)程度上提升無(wú)人機(jī)遙感科技的使用水準(zhǔn)。
綜上所述,隨著中國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速增長(zhǎng),在土地測(cè)繪的測(cè)量如礦井開(kāi)發(fā)、城市規(guī)劃和突發(fā)事件管理等領(lǐng)域,無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)使用也越來(lái)越普遍。縱觀無(wú)人機(jī)的實(shí)際使用現(xiàn)狀,無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)的發(fā)展水平尚有較大的提升空間。所以,無(wú)人機(jī)研發(fā)工作者應(yīng)合理的控制無(wú)人機(jī)使用效率,以保證在測(cè)量工程測(cè)繪工作時(shí),獲取較為精確的信息和圖像等數(shù)據(jù),為工程測(cè)量效率的進(jìn)一步提升打下基礎(chǔ)。