無人機(jī)航拍技術(shù)在工程測量測繪中的應(yīng)用

沙敏

摘 要：經(jīng)濟(jì)的發(fā)展進(jìn)步，人們生活水平提高，生活質(zhì)量要求逐漸升高。科技不斷的改革完善，各種先進(jìn)技術(shù)不斷的被應(yīng)用到各行業(yè)領(lǐng)域中，近幾十年我國的工程建設(shè)行業(yè)獲得了很大的成就。工程建設(shè)中的測繪工作具有十分重要的意義，測繪工作的高效準(zhǔn)確性是保證質(zhì)量的前提。傳統(tǒng)的技術(shù)已經(jīng)不能跟上測繪工作進(jìn)步的速度，當(dāng)下無人機(jī)航拍工作形式已經(jīng)被大范圍的應(yīng)用， 本文對于在工程測繪中應(yīng)用無人機(jī)航拍技術(shù)進(jìn)行了分析，供相關(guān)人士參考。

關(guān)鍵詞：無人機(jī)技術(shù); 測繪;工程 ;應(yīng)用

伴隨社會不斷發(fā)展和進(jìn)步，工程測繪工作成為了人類身邊的一種藝術(shù)。近年我國的不同行業(yè)發(fā)展迅速，展現(xiàn)出良好的趨勢。高科技無人機(jī)航拍技術(shù)受到了廣泛的關(guān)注和重視。無人機(jī)航拍技術(shù)可以提升工程測繪工作的準(zhǔn)確度，幫助工作人員獲取更可靠清晰的數(shù)據(jù)來源，在實(shí)際應(yīng)用中已經(jīng)體現(xiàn)出更多的優(yōu)勢，是未來工程測量工作中必不可少的技術(shù)。

1 無人機(jī)技術(shù)概述

無人機(jī)技術(shù)包括無駕駛?cè)藛T的飛行器技術(shù)、通信技術(shù)、遙感技術(shù)、以及全球定位系統(tǒng)技術(shù)，是多種現(xiàn)代化技術(shù)手段的結(jié)合運(yùn)用。該技術(shù)目前被應(yīng)用在地理信息測繪和測量當(dāng)中，最大的特點(diǎn)是非常智能、自動化程度高、專業(yè)技術(shù)水準(zhǔn)也較高。這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用在工程測量當(dāng)中，是我國專業(yè)技術(shù)人員研究工作的重點(diǎn)，是日后的遙感技術(shù)發(fā)展重要目標(biāo)。無人機(jī)航拍技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了隨時同步更新、更改實(shí)際的勘查信息與地理空間資料，為相關(guān)的企業(yè)單位提供了最科學(xué)的資料來源，為環(huán)境保護(hù)工作、土地資源利用工作、資源管理工作等帶來了安全的保證。現(xiàn)代社會不斷發(fā)展進(jìn)步，傳統(tǒng)的信息技術(shù)已經(jīng)不能符合需求標(biāo)準(zhǔn)，很多的地區(qū)面貌發(fā)生了改變，很多的港口、機(jī)場、車站等工程建設(shè)都需要更加詳細(xì)的數(shù)據(jù)，無人機(jī)航拍技術(shù)的應(yīng)用是順應(yīng)社會發(fā)展的需求。

2 無人機(jī)航拍技術(shù)的優(yōu)越性

無人機(jī)測繪是遙感領(lǐng)域用于地形測繪的新興技術(shù)，在使用過程中資金投入量比較小，勘查過程中反饋能力好，時間消耗少，方便不同地區(qū)的轉(zhuǎn)換應(yīng)用。在復(fù)雜的工程測繪環(huán)境中可以更靈活的適應(yīng)， 一方面完成了以往飛機(jī)的航攝任務(wù)， 另一方面深入到以前沒有觸及的新領(lǐng)域。這種技術(shù)設(shè)備體積比較小，結(jié)構(gòu)簡單，在地面的工作人員應(yīng)用人工遙控器進(jìn)行控制，在地面工作站就可以實(shí)現(xiàn)自主飛行拍攝，整體工作流程安全方便簡單。對比過去的大飛機(jī)搭載攝像機(jī)航拍作業(yè)工作方式，無人機(jī)飛行技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)更加突出。以往大飛機(jī)航飛必須提前上報相關(guān)的部門，獲取航空批文過程十分麻煩，時間消耗比較多;無人機(jī)航拍技術(shù)實(shí)現(xiàn)了1000 米以下高度飛行，整個過程無需申報批準(zhǔn)。大飛機(jī)對起降場地需求十分高，無人機(jī)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了就地起降，省掉了很多的路程。具體的工程測繪任務(wù)中，航攝小組可以靈活變通，將地點(diǎn)選在測區(qū)附近的高速公路服務(wù)區(qū)或者是停用的砂石買賣場，加長了拍攝工作時間。以往的工作過程可能會受到自然環(huán)境的影響，對天氣要求比較高。無人機(jī)對于外界自然環(huán)境要求相對比較低，并且離地面的高度可以自行控制，方便獲取更加詳細(xì)高分辨度的資料。工作人員可以靈活控制無人機(jī)的速度，將航速控制在最優(yōu)化范圍內(nèi)，甚至可以達(dá)到每小時幾十公里，對于突發(fā)狀況可以進(jìn)行變通，得到更加準(zhǔn)確的信息資料。

3無人機(jī)航拍技術(shù)的系統(tǒng)組成

3.1 遙感信息采集系統(tǒng)

3.1.1 無人機(jī)遙感平臺

航測遙感技術(shù)利用無人機(jī)裝載航空數(shù)碼相機(jī) ，并采用IMU（慣性測量）/GPS（全球定位系統(tǒng)）技術(shù)而進(jìn)行導(dǎo)航的航空攝影 ，適于低空飛行的航測遙感技術(shù)是我國在遙感技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新型技術(shù) ，其優(yōu)勢在于可以快速、精準(zhǔn)、高效地獲取地理信息數(shù)據(jù)。無人機(jī)遙感測繪系統(tǒng)包括兩大部分，分別是遙感信息采集系統(tǒng)，遙感信息處理系統(tǒng)。

3.1.2 飛行控制系統(tǒng)

無人機(jī)飛行控制的關(guān)鍵內(nèi)容就是飛行控制系統(tǒng)，其具體的工作內(nèi)容包括對定位系統(tǒng)導(dǎo)航開展科學(xué)的利用，進(jìn)一步達(dá)到信號定位，實(shí)時的掌握加速度計(jì)、 陀螺等飛行器平臺的具體工作狀態(tài)變化，通過這種工作流程實(shí)現(xiàn)無人機(jī)的數(shù)字化監(jiān)控，基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)定點(diǎn)信息采集任務(wù)。

3.1.3 地面監(jiān)控系統(tǒng)

全向天線、監(jiān)控軟件、供電系統(tǒng)、便攜式計(jì)算機(jī)幾部分系統(tǒng)構(gòu)成了地面監(jiān)控系統(tǒng)，不同的環(huán)節(jié)解密結(jié)合相互關(guān)聯(lián)，技術(shù)工作人員可以操作地面監(jiān)控軟件，相關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)的設(shè)定，包括導(dǎo)航模式的選擇、相機(jī)曝光、基本飛行參數(shù)的設(shè)置、航線規(guī)劃和航點(diǎn)輸入;還有勘查數(shù)據(jù)的輸出和上傳，以及突發(fā)條件下報警設(shè)置等。實(shí)際操作中將機(jī)載飛控系統(tǒng)和數(shù)據(jù)鏈開展鏈接，飛行過程中的實(shí)際信息和數(shù)據(jù)就可以隨時傳遞，更加方便操作。

3.2 遙感信息處理系統(tǒng)

3.2.1 遙感像片處理

遙感像片處理最突出的功能是對相關(guān)數(shù)據(jù)文件的整合處理，處理的內(nèi)容包括任務(wù)航攝規(guī)范表、相機(jī)檢定參數(shù)等。在整合數(shù)據(jù)工作完成后將勘查照片按照規(guī)定要求進(jìn)行處理，主要有航帶的整理、質(zhì)量監(jiān)測、照片的預(yù)處理、照片的并行更正等等。運(yùn)用合理的操作流程處理出正確的圖片文件作為最后的應(yīng)用數(shù)據(jù)，方便后期的使用。

3.2.2 空中三角測量系統(tǒng)

遙感信息處理系統(tǒng)運(yùn)行過程中，空中三角測量系統(tǒng)有著極其重要的位置，是系統(tǒng)運(yùn)行的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，具體工作內(nèi)容包括將初步規(guī)劃好的航帶列表合理科學(xué)的融合，將相間的相互關(guān)系正確的認(rèn)定;對影像進(jìn)行內(nèi)定向，經(jīng)過影像間連接點(diǎn)的布局、像控點(diǎn)量測、平差計(jì)算進(jìn)行自動空三加密，構(gòu)成完整全面的三維立體模型，最后實(shí)現(xiàn)模型定向及生成核線影像。

3.2.3 三維建模系統(tǒng)

三維建模系統(tǒng)的應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)地圖形的推斷，求出具體的相關(guān)信息，實(shí)現(xiàn)三維虛擬地形地物的可視化，是一種圖像表征數(shù)據(jù)思維，工作人員直接感受到具體的區(qū)域環(huán)境或者是設(shè)計(jì)方案，加快方案設(shè)計(jì)分析設(shè)定，實(shí)現(xiàn)共同交流，優(yōu)化方案選擇。現(xiàn)有的軟件包括ArcGIS、Civil3D、TerrainCAD等等。

4 無人機(jī)航拍在工程測繪中的應(yīng)用

4.1 對航線進(jìn)行有效的規(guī)劃

具體的細(xì)化工作開展前必須合理的進(jìn)行航海規(guī)劃，規(guī)劃研究內(nèi)容必須包括相機(jī)參數(shù)、地形特點(diǎn)、作業(yè)范圍、精度要求，對于各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，保證準(zhǔn)確高效性。該環(huán)節(jié)十分重要，其對于后期遙感信息采集工作開展提供重要的技術(shù)數(shù)據(jù)支持。普遍的航線規(guī)劃包含幾項(xiàng)檢查內(nèi)容，首先要保證航線走向的合理性，認(rèn)真核實(shí)是否出現(xiàn)主點(diǎn)落水不利的情況，其次確保區(qū)域覆蓋的完整性和劃分的科學(xué)性;最后準(zhǔn)確的選擇攝像機(jī)基面，確立航高設(shè)置的準(zhǔn)確性。工作中保證有效控制航攝的質(zhì)量、飛行質(zhì)量檢查，進(jìn)行影響質(zhì)量的檢查，還有很多細(xì)化的內(nèi)容，必須進(jìn)行具體的核實(shí)工作，保證各環(huán)節(jié)的穩(wěn)定運(yùn)行。

4.2 體系化的相片控制

一普遍狀況下在無人機(jī)飛行的過程當(dāng)中，經(jīng)常會遇到飛行區(qū)域不規(guī)則的狀況，因此，做好像控點(diǎn)的布置就顯得十分重要。在布置向控點(diǎn)時，應(yīng)當(dāng)充分結(jié)合區(qū)域的具體狀況，并按照區(qū)域網(wǎng)進(jìn)行有效布點(diǎn)，區(qū)域網(wǎng)的大小和像控點(diǎn)之間的跨度應(yīng)綜合考慮成圖精度、 地面分辯率、 產(chǎn)品用途、 地形特點(diǎn)等多種因素， 以能夠滿足空中三角測量精度為原則， 進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

5 實(shí)際應(yīng)用分析

5.1 地圖形測繪

根據(jù)實(shí)際的要求標(biāo)準(zhǔn)控制好無人機(jī)工作中的比例尺寸，相機(jī)拍攝的分辨率，重疊率等等。具體的圖片成像后，可以先進(jìn)行矢量化的處理，在通過實(shí)際的比較控制正確性，在此基礎(chǔ)上確定全部的坐標(biāo)和測繪。

5.2 新農(nóng)村建設(shè)測繪

測繪的主要內(nèi)容包括水系統(tǒng)、電力、交通、房屋等等。為了控制數(shù)據(jù)的精確，可以在開展調(diào)查工作時不斷的糾正。具體可以根據(jù)《新農(nóng)村建設(shè)測繪保證服務(wù)技術(shù)大綱》開展工作。

5.3 體積計(jì)算的測量應(yīng)用

無人機(jī)航拍技術(shù)本身靈活性高，計(jì)算精確，安全可靠，經(jīng)濟(jì)節(jié)約，可以大力引用在測繪工作當(dāng)中，還對應(yīng)用在資源開發(fā)，農(nóng)林監(jiān)測估產(chǎn)，體積測量當(dāng)中，于我國的城市建設(shè)和管理效率有很重要的作用。工作人員應(yīng)該建立起系統(tǒng)化的服務(wù)體系，解決后續(xù)，技術(shù)培訓(xùn)等更新問題。無人機(jī)航拍技術(shù)的應(yīng)用可以大幅度減少因?yàn)檎J(rèn)可度造成的糾紛問題。為體積計(jì)算測量工作帶來了極大的方便。

5.4 土石方測量

在無人機(jī)飛行的時候具有固定的高度，通過對于高度的計(jì)算可以得出一定的軌跡，軌跡研究可以推算出高程值，應(yīng)用現(xiàn)代化的三維軟件技術(shù)就可以得到土石方量。

6 結(jié)語

順應(yīng)時代的發(fā)展需求，傳統(tǒng)的工程測繪方法必將被取代，當(dāng)下必須加大無人機(jī)航拍技術(shù)應(yīng)用的重視度。該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用是進(jìn)步發(fā)展的需要，其可以更快的提升測繪工作效率，是實(shí)現(xiàn)高效工作的保證。未來的工程測繪工作必將大量的使用該項(xiàng)技術(shù)，迎來發(fā)展的新時代。

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