小型無人機(jī)遙感平臺在攝影測量中的應(yīng)用

張劉芹++鄧鑫

【摘 要】無人機(jī)航測遙感技術(shù)是一個(gè)新型航空遙感技術(shù)，它在很多方面都受到了廣泛的應(yīng)用。這種航測技術(shù)靈活、低成本、高精度。論文主要針對小型無人機(jī)遙感平臺的優(yōu)勢及其主要構(gòu)造和重要指標(biāo)進(jìn)行分析，探討其在攝影測量中的應(yīng)用。

【Abstract】UAV aerial survey and remote sensing technology is a new type of aerial remote sensing technology. It has been widely used in many aspects. This kind of navigation technology is flexible， and with low cost and high precision. This paper mainly focuses on the advantages of small UAV remote sensing platform and its main structure and important index， and discusses its application in photogrammetry.

【關(guān)鍵詞】工程測量；遙感平臺；攝影測量

【Keywords】 engineering survey； remote sensing platform； photogrammetry

【中圖分類號】P231 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號】1673-1069（2017）09-0189-02

1 引言

大部分情況下，遙感平臺在應(yīng)急觀測中，實(shí)現(xiàn)起來有一些難度，因?yàn)樗赡軙艿揭恍﹣碓从谲壍涝虻闹萍s，每日皆有確定的過頂時(shí)間。除此之外，當(dāng)天氣原因不允許的情況下，因?yàn)榭赡軙嬖诎踩珕栴}，所以載人飛機(jī)無法升空工作，這就會造成工作進(jìn)度的延誤，可以說是一大弊端。微波遙感等技術(shù)和航空遙感的探測理論有著一定的不同之處，所以，在很多情況下，微波遙感也有很大的弊病和約束。與此同時(shí)，像傳統(tǒng)的航空遙感平臺，如果想要得到影像材料，所要付出的成本也是不小的。在這種形勢下，小型無人機(jī)遙感平臺就有著明顯的優(yōu)勢，下面就對此內(nèi)容進(jìn)行分析。

2 無人機(jī)遙感平臺的優(yōu)勢

2.1 無人機(jī)遙感監(jiān)測的快速、高效

無人機(jī)遙感平臺在面臨緊急事件時(shí)，可以大面積的對測區(qū)進(jìn)行有效監(jiān)測，每天每臺無人機(jī)遙感平臺的監(jiān)測能力不容小覷，其最高可達(dá)二百至三百二十平方千米，使監(jiān)測效率大大提高，從而實(shí)現(xiàn)在短期內(nèi)得到測區(qū)的高清晰圖像數(shù)據(jù)[1]。因此，無人機(jī)遙感監(jiān)測的快速、高效可以說是無人機(jī)遙感平臺的一大優(yōu)勢。

2.2 遙感監(jiān)測大尺度、宏觀性

無人機(jī)遙感平臺在不一樣的航高下可以對測區(qū)進(jìn)行大范圍、高空間監(jiān)測，同時(shí)，也可以對測區(qū)進(jìn)行小面積范圍、低空間監(jiān)測，除此之外，還可以多架無人機(jī)同時(shí)多次進(jìn)行超大范圍監(jiān)測。

2.3 分辨率高

無人機(jī)遙感平臺的影像分辨率極大，據(jù)實(shí)際應(yīng)用所知，它能夠達(dá)到零點(diǎn)一米到零點(diǎn)五米，無人機(jī)遙感平臺分辨率比現(xiàn)今國內(nèi)外現(xiàn)有的所有分辨率高的衛(wèi)星影像分辨率都大。

2.4 周期性強(qiáng)

無人機(jī)遙感平臺可以通過特殊方法，加快測量運(yùn)用搭建速度，以此來給提供整體和周期性的服務(wù)加以保證。

3 小型無人機(jī)遙感平臺攝影測量系統(tǒng)構(gòu)成

這一攝影測量系統(tǒng)，是通過小型無人機(jī)遙感平臺組成的，它的構(gòu)成很簡單，并不復(fù)雜。小型無人機(jī)遙感平臺攝影測量系統(tǒng)構(gòu)成重點(diǎn)包括這幾部分：影像獲取設(shè)施、地面信息接收與處理設(shè)施、通信和遙控設(shè)施，還包括小型無人機(jī)航行平臺以及飛行控制程序。

3.1 航行控制系統(tǒng)

小型無人機(jī)遙感平臺攝影測量系統(tǒng)中的航行控制系統(tǒng)重點(diǎn)包括GPS 接收天線和微處理器，垂直陀螺，其中垂直陀螺可以保證飛行姿態(tài)平穩(wěn)。而從地面配套設(shè)施方面來說，小型無人機(jī)遙感平臺攝影測量系統(tǒng)中的航行控制系統(tǒng)重點(diǎn)包括低空高清影像的數(shù)據(jù)處理終端和有關(guān)遙控設(shè)施還有數(shù)據(jù)接收終端。

3.2 垂直螺旋

當(dāng)實(shí)際工作時(shí)，垂直陀螺發(fā)揮作用，這時(shí)，它可以對飛機(jī)的俯角、仰角和翻滾姿態(tài)角進(jìn)行測量，其作用不容人們輕視[3]。除此之外，如果把垂直陀螺和微處理技術(shù)共同應(yīng)用起來，可以更好的保持在自主航行進(jìn)程中飛機(jī)的近乎水平，這在小型無人機(jī)遙感平臺攝影測量系統(tǒng)構(gòu)成中很重要。

3.3 機(jī)載通信設(shè)備

機(jī)載通信設(shè)備在小型無人機(jī)遙感平臺攝影測量系統(tǒng)構(gòu)成中也極其重要，機(jī)載通訊設(shè)施能夠把通過攝像頭得到的GPS 位置數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)影像等及時(shí)的傳送回去，由此確保了地面控制中心對航機(jī)拍攝、航行等狀況的及時(shí)監(jiān)督管控，從而做到及時(shí)改正航向和飛行姿態(tài)。

4 小型無人機(jī)遙感平臺在攝影測量中的應(yīng)用

4.1 監(jiān)測測區(qū)土地情況

小型無人機(jī)遙感平臺在實(shí)際攝影測量中在監(jiān)測測區(qū)土地情況方面有很大優(yōu)勢，但這也需要它注意飛行指標(biāo)避免意外或誤差的產(chǎn)生[2]。根據(jù)傳統(tǒng)的航測作業(yè)規(guī)范，有關(guān)作業(yè)工作者應(yīng)該熟知相關(guān)的指標(biāo)。第一，保證飛行速度，每小時(shí)不應(yīng)超出五十至一百千米。第二，航機(jī)的前進(jìn)方向的后面不能有發(fā)動機(jī)。第三，發(fā)動機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，要保證飛機(jī)做到安全的降落。第四，以地面為參照面，相對飛行高度不能超過百分之五。第五，相鄰攝站相對飛行高度也不能超過百分之五。第六，航攝水平誤差不能超過3°。第七，測量飛行速度的誤差不能超過百分之五。第八，偏脫航線的絕對誤差應(yīng)小于相片旁向覆蓋面積的百分之五。第九，在曝光時(shí)間內(nèi)振幅的偏擺角應(yīng)小于八點(diǎn)六秒[4]。而針對目前的設(shè)備來說，想要實(shí)現(xiàn)很容易。 保證了小型無人機(jī)的飛行指標(biāo)，可以有效控制小型無人機(jī)的飛行，從而更合理、有效、安全的監(jiān)測測區(qū)土地情況，小型無人機(jī)遙感平臺在監(jiān)測測區(qū)這一方面也具有絕對的優(yōu)勢。endprint

4.2 選線設(shè)計(jì)

這里的數(shù)碼相機(jī)指的是測量用的相機(jī)。社會上首個(gè)真正的數(shù)碼相機(jī)是DCS100，它是1991年生產(chǎn)完成、面向社會的，從那以后，各類相機(jī)漸漸生產(chǎn)出來，面向大眾，它們的體積、重量、價(jià)格以及分辨率都有著很大差異。現(xiàn)階段，一般的數(shù)碼相機(jī)的功用逐漸提高，其分辨率逐漸提升，除此之外，輻射功能、幾何功能、點(diǎn)位精度還有CCD芯片不平度也得到了提高。由于這些功能的提高，給小型無人機(jī)遙感平臺在實(shí)際攝影測量中獲取航空影像帶來了便利，除此之外，它還能夠根據(jù)所獲取的航空影像為選線工作提供及時(shí)有效的數(shù)據(jù)，可見，小型無人機(jī)遙感平臺在攝影測量中的選線設(shè)計(jì)方面有著極為重要的應(yīng)用。

4.3 環(huán)境監(jiān)測

小型無人機(jī)遙感平臺在攝影測量中可以應(yīng)用于環(huán)境檢測，小型無人機(jī)遙感平臺在各項(xiàng)指標(biāo)注意的情況下，能夠及時(shí)得到相應(yīng)的航空影像，通過所獲得航空影像能夠?qū)崟r(shí)了解環(huán)境情況，有效的監(jiān)測環(huán)境污染、排污狀況。除此之外，在攝影測量中不可避免對海洋、水質(zhì)、濕地、植被生態(tài)等進(jìn)行測量測繪，小型無人機(jī)遙感平臺能夠通過獲取影像提供相關(guān)的數(shù)據(jù)，對海洋、水質(zhì)、濕地、植被生態(tài)的污染、排污狀況進(jìn)行及時(shí)有效的監(jiān)測和分析，尤其需要注意的是就當(dāng)前發(fā)展情況來看，對水質(zhì)、污染物、大氣污染、燃燒秸稈的監(jiān)測是小型無人機(jī)遙感平臺地進(jìn)行環(huán)境監(jiān)測時(shí)必須注意應(yīng)用的地方。

4.4 水利監(jiān)測

在攝影測量中，需要測量、監(jiān)測的區(qū)域情況多種多樣，對于水利方面的監(jiān)測就尤為重要，而小型無人機(jī)遙感平臺能夠有效的應(yīng)用于對洪水、旱澇、河道污染、河道排污等方面的監(jiān)測。小型無人機(jī)遙感平臺還能夠依靠所獲取的地形地貌影像制定自己的航行線路，更為安全有效的對突發(fā)災(zāi)情、突發(fā)水污染等情況進(jìn)行監(jiān)測。可見小型無人機(jī)遙感平臺在實(shí)際攝影測量中的水利監(jiān)測方面有著極為重要的應(yīng)用。

5 結(jié)語

當(dāng)進(jìn)行攝影測量時(shí)，小型無人機(jī)遙感平臺相較其他遙感平臺來說，存在很多優(yōu)勢，局限較小，自然因素影響不大，低成本，取得信息便利，便攜、易轉(zhuǎn)移，除此之外，它還快速、高效，遙感監(jiān)測大尺度、宏觀性，處理速度快，周期性強(qiáng)，它在將來必會受到更多的運(yùn)用。依現(xiàn)今的技術(shù)程度，小型無人機(jī)遙感平臺大致上實(shí)現(xiàn)了攝影測量工作的指標(biāo)規(guī)范，與此同時(shí)，還存在著一定程度上的提高空間。在實(shí)際的應(yīng)用中，應(yīng)該注意小型無人機(jī)遙感平臺的飛行平臺技術(shù)指標(biāo)，數(shù)碼相機(jī)性能指標(biāo)，平臺穩(wěn)定程度指標(biāo)以及成圖精度要求。相信在不久的未來，我們一定會把小型無人機(jī)遙感平臺完善的更好，以便利用它進(jìn)行測量工作。

【參考文獻(xiàn)】

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【2】付妍.小型無人機(jī)遙感平臺在攝影測量中的應(yīng)用[J].科研，2015（18）：37-38.

【3】周文濤.小型無人機(jī)遙感平臺在攝影測量中的應(yīng)用研究[J].工業(yè)，2016（12）：1.

【4】高可昕.小型無人機(jī)遙感平臺在攝影測量中的應(yīng)用探究[J].工程技術(shù)，2016（12）：307.endprint