工程測(cè)繪中無人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用

臧 娟，葛瑞鳳

（中勘冶金勘察設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司，河北保定 071069）

1 無人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

近年來，我國科學(xué)技術(shù)在經(jīng)濟(jì)穩(wěn)步的基礎(chǔ)上，取得了不小的進(jìn)步。尤其是計(jì)算機(jī)、微電子、和航空等技術(shù)均有所突破，得到有效的完善，而在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的無人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)也有所進(jìn)步，且得到較為廣泛的應(yīng)用。對(duì)于相關(guān)科研人員而言，仍在進(jìn)一步研究無人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)，以期在工程測(cè)繪中使無人機(jī)得到更廣泛的應(yīng)用。無人機(jī)最早是用作進(jìn)行軍事作戰(zhàn)和偵查工作，直到近年來，才在測(cè)繪領(lǐng)域得到一定的發(fā)展，而這原因在于無人機(jī)功能變得越發(fā)多樣，且不斷增加的科技成分使其得到了有效完善，此外，無人機(jī)獲取信息極為便利，且能在此基礎(chǔ)上快速處理數(shù)據(jù)信息，這也是其他技術(shù)或設(shè)備所不具備的優(yōu)勢(shì)。相較于傳統(tǒng)地面測(cè)繪技術(shù)，無人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)有著更加低廉的成本，且不易受到天氣的影響，與此同時(shí)，其技術(shù)更新速度快，具有較高的穩(wěn)定性。最近幾年來，無人機(jī)遠(yuǎn)程制圖技術(shù)得到快速發(fā)展，且得到眾多技術(shù)人員的關(guān)注，進(jìn)而在我國工程領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。就現(xiàn)階段而言，無人機(jī)投入實(shí)際應(yīng)用的時(shí)間并不長，但其優(yōu)勢(shì)明顯，且易于相關(guān)人員在原有基礎(chǔ)上進(jìn)行二次開發(fā)，致使其應(yīng)用范圍得到有效拓寬，為工程測(cè)繪中繪制測(cè)繪圖提供必要的技術(shù)支持，也為相關(guān)人員的工作提供一定的便利，進(jìn)而推動(dòng)我國科技與經(jīng)濟(jì)得到進(jìn)一步的發(fā)展。

2 無人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)的優(yōu)勢(shì)和缺陷

2.1 無人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

無人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)最為顯著的特點(diǎn)就是其快速性和靈活性，在無人機(jī)行駛的過程中不需要工作人員乘坐其上，進(jìn)而極大程度地減輕無人機(jī)的負(fù)重，且各類設(shè)備的安裝工作也得到了有效減少。重量輕、體積小以及行駛速度快是無人機(jī)較為突出的幾大優(yōu)點(diǎn)，也正是因?yàn)檫@些優(yōu)點(diǎn)，使其在工程測(cè)繪中得到廣泛應(yīng)用，進(jìn)而使測(cè)繪工作監(jiān)測(cè)范圍進(jìn)一步拓寬的同時(shí)，使其工作效率得到大幅提高。與此同時(shí)，無人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)可在更大的范圍內(nèi)進(jìn)行測(cè)量工作，在其在進(jìn)行實(shí)際監(jiān)測(cè)過程中可對(duì)光譜分析原理和技術(shù)加以利用，以此達(dá)到全面且準(zhǔn)確采集和分析檢測(cè)空間中相關(guān)數(shù)據(jù)的目的，而在反復(fù)多次測(cè)量和分析后，數(shù)據(jù)的精確性也將得到大幅提高。此外，通過對(duì)三維仿真模擬技術(shù)加以使用，可以把更為宏大的情景展現(xiàn)出來，從而提供給準(zhǔn)確的技術(shù)信息，以使得相關(guān)工作人員能夠及時(shí)且有效地處理應(yīng)急事件。就無人機(jī)遙感技術(shù)而言，其有著較高的數(shù)據(jù)處理效率和分辨率，即使是和衛(wèi)星影像相比，其分辨率也是有過之而無不及。對(duì)于相關(guān)工作人員來說，可以有機(jī)結(jié)合GIS 和無人機(jī)遙感技術(shù)，以此完成監(jiān)控應(yīng)用的快速構(gòu)建，進(jìn)而使監(jiān)控過程中進(jìn)行信息處理工作的速度得到進(jìn)一步提高，同時(shí)，可對(duì)其快速且準(zhǔn)確的分辨率加以利用，為后續(xù)的信息收集工作提供便利。

2.2 無人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)的缺陷

就現(xiàn)階段而言，無人機(jī)遙感技術(shù)仍然存在著一定缺陷。無人機(jī)在空中行駛過程中穩(wěn)定性不足，無人機(jī)的機(jī)體較為輕巧且能夠靈活移動(dòng)，這是其最大的優(yōu)勢(shì)，但利弊共存，無人機(jī)重量較輕，當(dāng)其在高空中飛行時(shí)，極易受高空氣流的影響，進(jìn)而出現(xiàn)機(jī)身傾斜等情況，嚴(yán)重影響無人機(jī)飛行的穩(wěn)定性。此外，傳感器控制工作仍在存在一定的問題。現(xiàn)有的科學(xué)技術(shù)對(duì)無人機(jī)有著一定的制約作用，普通的無人機(jī)上不能安裝有著較高精度的傳感器，進(jìn)而不能在飛行過程中獲取有著較高精度的信息圖像，大規(guī)模映射要求也因此無法得到滿足。與此同時(shí)，無人機(jī)較為依賴通信系統(tǒng)，且需要交由相關(guān)技術(shù)人員進(jìn)行控制，以此才能進(jìn)行視頻圖像的傳輸工作，而通信系統(tǒng)會(huì)對(duì)其帶來一定的限制和影響，相關(guān)技術(shù)人員準(zhǔn)確編寫程序，確保無人機(jī)穩(wěn)定地飛行在空中進(jìn)行工作。

3 工程測(cè)繪中對(duì)無人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用實(shí)踐

3.1 測(cè)繪影像資料的獲取

對(duì)于傳統(tǒng)地面測(cè)繪手段而言，地形、地勢(shì)等地理環(huán)境因素均會(huì)對(duì)其造成一定影響，進(jìn)而嚴(yán)重制約測(cè)繪影像資料的采集工作。在進(jìn)行測(cè)繪采集工作的過程中，對(duì)無人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)加以使用，需要實(shí)現(xiàn)選取合適的地形地貌，而后借助其科學(xué)且先進(jìn)的飛行平臺(tái)，可使得無人機(jī)遙感技術(shù)獲取的影像資料，能夠?qū)こ虦y(cè)繪工作的實(shí)際需求加以滿足。當(dāng)無人機(jī)處于飛行狀態(tài)時(shí)，可以應(yīng)用空中三角測(cè)量技術(shù)，達(dá)到整個(gè)攝影全過程的目的，且及時(shí)對(duì)測(cè)繪工作中存在的問題進(jìn)行糾正，便于后期相關(guān)工作人員分析和處理相關(guān)數(shù)據(jù)資料，為其提供一定的便利。

對(duì)于相關(guān)技術(shù)人員而言，需要對(duì)上述參數(shù)資料加以全面把握，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行控制，通過使用攝影曝光延遲等手段，對(duì)其進(jìn)行全方位控制，達(dá)到使無人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)應(yīng)用水平進(jìn)一步提高的目的，進(jìn)而升級(jí)優(yōu)化其技術(shù)結(jié)構(gòu)。

3.2 復(fù)雜條件下引入無人機(jī)遙感技術(shù)

當(dāng)遭遇著陸條件不理想，云層覆蓋率低，或是在高山或者低空飛行等特殊且復(fù)雜的條件時(shí)，人工進(jìn)行測(cè)繪工作取得的效果往往并不理想，而相關(guān)工作人員可針對(duì)上述條件應(yīng)用無人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)進(jìn)行測(cè)繪工作。在針對(duì)復(fù)雜地形進(jìn)行測(cè)繪工作時(shí)引入無人機(jī)遙感技術(shù)，達(dá)到有效簡化工作的目的，且能夠使測(cè)繪工作的質(zhì)量和安全得到大幅提高。相關(guān)工作人員在進(jìn)行無人機(jī)遙感技術(shù)進(jìn)行復(fù)雜地形測(cè)繪工作時(shí)，需要將其和航空攝影設(shè)備有機(jī)結(jié)合起來，而后再投入實(shí)際使用。使用攝影設(shè)備可以把復(fù)雜地形的圖像資料拍攝下來，進(jìn)而將可用信息提供給救援人員，為其后續(xù)救援工作提供便利條件。與此同時(shí)，對(duì)無人機(jī)遙感技術(shù)加以合理應(yīng)用，可使新農(nóng)村建設(shè)與大型超市規(guī)劃項(xiàng)目得以順利進(jìn)行，也一定程度上推動(dòng)土地資源開發(fā)利用項(xiàng)目的順利開展和實(shí)施。

3.3 獲得測(cè)繪數(shù)據(jù)

對(duì)無人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)加以利用，可以達(dá)到高效收集，整理和分析相關(guān)數(shù)據(jù)的工作，其自身具備自動(dòng)化機(jī)制，可在此基礎(chǔ)上進(jìn)行系統(tǒng)化設(shè)計(jì)和處理工作。而這也是無人機(jī)遙感技術(shù)最大的優(yōu)勢(shì)所在，在此基礎(chǔ)上可對(duì)信息審核工作進(jìn)一步優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)不合格數(shù)據(jù)和參數(shù)的有效剔除，以此使測(cè)繪數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和有效性得到大幅提高，與此同時(shí)，設(shè)備維護(hù)和技術(shù)管理工作的有效性也得到有效保障。通過對(duì)系統(tǒng)處理機(jī)制加以有效應(yīng)用，可以為升級(jí)優(yōu)化管理控制效果和處理水平起到一定的促進(jìn)作用。此外，在應(yīng)用無人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)時(shí)，可以準(zhǔn)確且有效地整合項(xiàng)目航線，從而使控制機(jī)制和操作流程的完整性得到保證，滿足具體測(cè)繪工作的實(shí)際需求。

3.4 應(yīng)用在交通和海洋勘察等工程中

將無人機(jī)遙感技術(shù)應(yīng)用在交通工程建設(shè)選址和海洋勘察工程中，可使整個(gè)工程項(xiàng)目施工建設(shè)的穩(wěn)定性得到大幅提高。就海洋工程和橋梁、鐵路等交通工程來說，其往往有著較大的復(fù)雜性，開發(fā)難度也相對(duì)較高，相關(guān)工作人員可利用人造衛(wèi)星拍攝項(xiàng)目所在區(qū)域的圖像，且在此基礎(chǔ)上進(jìn)行測(cè)繪工作，如此一來，則可使整個(gè)工作的科學(xué)性和有效性得到保障，且可使無人機(jī)遙感技術(shù)的優(yōu)勢(shì)得到最大限度發(fā)揮。

3.5 處理航拍數(shù)據(jù)

對(duì)于相關(guān)工作人員來說，要想使無人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)得到較好的應(yīng)用效果，就必須對(duì)航空相機(jī)加以有效利用，對(duì)其鏡頭進(jìn)行合理的組合與調(diào)整。利用變焦鏡頭科學(xué)標(biāo)定鏡頭，獲取相應(yīng)的結(jié)果后再對(duì)其進(jìn)一步做分析和處理工作，以此將攝像機(jī)的參數(shù)確定下來，并找到焦距和畸變參數(shù)間的關(guān)系，以此使變焦鏡頭標(biāo)定的有效性進(jìn)一步提高，與此同時(shí)，也可大幅提升畸變參數(shù)的合理性，最終達(dá)到增強(qiáng)無人機(jī)測(cè)繪效果的目的。

4 使無人機(jī)遙感測(cè)繪質(zhì)量得到提升的具體措施

4.1 對(duì)航測(cè)測(cè)量資料的質(zhì)量加以提高

為使航測(cè)測(cè)量資料的質(zhì)量得到保障，相關(guān)工作人員須對(duì)項(xiàng)目的具體特點(diǎn)加以充分考慮，在后在滿足其要求的前提下科學(xué)建設(shè)飛行平臺(tái)，并對(duì)測(cè)繪工藝進(jìn)行明確，對(duì)具體飛行特征加以重點(diǎn)分析，與此同時(shí)，還需選擇三角測(cè)量技術(shù)達(dá)到有效修復(fù)所存在問題的目的，如此一來，則可以大幅提高目標(biāo)測(cè)量區(qū)域的測(cè)繪精確度，而無人機(jī)飛行的安全性也可得到有效保障。此外，通過無人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)獲取影像資料的過程中，在相關(guān)工作人員一定要控制無人機(jī)處于勻速飛行的狀態(tài)，這對(duì)于工作人員有著較高的要求，如若飛機(jī)不能勻速飛行，所獲資料信息的有效性和準(zhǔn)確性將受到影響，出現(xiàn)大幅降低的情況。

4.2 控制測(cè)量關(guān)鍵環(huán)節(jié)質(zhì)量

合理控制環(huán)境質(zhì)量是測(cè)量工作中的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，相關(guān)工作人員需要進(jìn)行反復(fù)多次測(cè)量和計(jì)算工作，重新測(cè)定并計(jì)算原本數(shù)據(jù)模糊，無法有效界定的情況，以此提高測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性，與此同時(shí)，有效控制還需要測(cè)量誤差，并運(yùn)用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行計(jì)算處理工作，降低測(cè)量質(zhì)量問題出現(xiàn)的概率，進(jìn)而確保數(shù)據(jù)資料具備較高的科學(xué)性與準(zhǔn)確性。

5 結(jié)語

就當(dāng)前階段而言，在工程測(cè)繪工作中應(yīng)用無人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)，其獲取的數(shù)據(jù)資料有著較高的準(zhǔn)確性和全面性，而測(cè)繪工作的質(zhì)量和效率也得到一定的提高，與此同時(shí)，無人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用也使工程測(cè)繪范圍得到進(jìn)一步的拓寬。