無人機(jī)技術(shù)在測繪工程中的應(yīng)用與實(shí)踐

常潔 徐峰 王星

摘 要：隨著無人機(jī)技術(shù)的不斷成熟，測量工程中無人機(jī)的應(yīng)用程度越來越高，通過引入無人機(jī)技術(shù)，不僅能夠有效增加監(jiān)測尺度，同時(shí)也有助于改善監(jiān)測精準(zhǔn)性與效率，表現(xiàn)出了良好的應(yīng)用價(jià)值與發(fā)展前景。本文就無人機(jī)技術(shù)在測繪工程中的應(yīng)用與實(shí)踐進(jìn)行了研究。

關(guān)鍵詞：無人機(jī)技術(shù);測繪工程;應(yīng)用與實(shí)踐

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和快速發(fā)展，我國科學(xué)技術(shù)的整體水平有明顯上升趨勢，各種先進(jìn)技術(shù)手段的研發(fā)和利用，對(duì)各行業(yè)的發(fā)展能夠起到良好的推動(dòng)效果。無人機(jī)技術(shù)可以被看作是新興測量技術(shù)手段之一，在現(xiàn)代測繪中的應(yīng)用相對(duì)比較廣泛。無人機(jī)技術(shù)在應(yīng)用時(shí)，可以對(duì)各種遙感設(shè)備進(jìn)行搭載，以此來獲取更多的影像資料。對(duì)各種不同類型的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行有效采，即使處于相對(duì)比較惡劣的環(huán)境下，仍然能夠保證測量測繪任務(wù)的完成效果。對(duì)傳統(tǒng)測繪技術(shù)當(dāng)中存在的一系列問題能夠起到良好的改善效果，在建筑業(yè)的發(fā)展中，無人機(jī)技術(shù)的應(yīng)用和推廣具有實(shí)質(zhì)性意義。

1 無人機(jī)技術(shù)簡述

無人機(jī)技術(shù)的技術(shù)基礎(chǔ)是計(jì)算機(jī)計(jì)技術(shù)，再通過GPS全球定位技術(shù)、遙感技術(shù)、無人機(jī)飛行器技術(shù)等多種技術(shù)的結(jié)合，既能夠進(jìn)行精準(zhǔn)的遠(yuǎn)程操作，又能夠?qū)臻g和地理信息進(jìn)行確認(rèn)和記錄，還能夠?qū)?shù)據(jù)信息進(jìn)行安全的傳輸和存儲(chǔ)，形成了能夠在測繪工程測量中得以廣泛性應(yīng)用的無人機(jī)技術(shù)。無人機(jī)技術(shù)也可以根據(jù)技術(shù)目的的不同，結(jié)合其他不同的科學(xué)技術(shù)，形成不同的無人機(jī)技術(shù)分類。但其技術(shù)水平會(huì)受到無人機(jī)的承載能力和續(xù)航能力的限制，無法完全發(fā)揮出技術(shù)優(yōu)勢。隨著無人機(jī)技術(shù)的不斷應(yīng)用和提高，技術(shù)能力仍然在不斷地優(yōu)化改革，不僅在測繪工程中能夠發(fā)揮出重要的技術(shù)作用，在災(zāi)難救援工作中也同樣具有重要的地位。

2 無人機(jī)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

無人機(jī)技術(shù)主要是利用各種無線設(shè)備針對(duì)飛行器進(jìn)行控制，獲取更多的信息資料。無人機(jī)技術(shù)的主要內(nèi)容是無人機(jī)飛行器平臺(tái)設(shè)備、高分辨率的數(shù)碼傳感器設(shè)備、GPS定位系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理分析系統(tǒng)。無人機(jī)技術(shù)將計(jì)算機(jī)技術(shù)、GPS技術(shù)、信息通信技術(shù)、數(shù)據(jù)分析處理技術(shù)進(jìn)行了融合，改變了傳統(tǒng)地面測繪信息采集中遇到的問題，現(xiàn)已在很多領(lǐng)域得到了推廣和應(yīng)用。

3 無人機(jī)技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢

第一，具有更大的監(jiān)測尺度。在測繪工程中，檢測范圍的縮小有助于提升監(jiān)測的整體效果，無人機(jī)技術(shù)可以在小范圍內(nèi)完成精準(zhǔn)性高的監(jiān)測工作。在科學(xué)技術(shù)水平快速提升的大背景下，無人機(jī)技術(shù)監(jiān)測尺度不斷擴(kuò)大，使得工程測繪的范圍得到了優(yōu)化。另外，無人機(jī)技術(shù)可以進(jìn)行三維立體監(jiān)測，獲取更加直觀的測繪結(jié)果。

第二，超高的時(shí)效性。傳統(tǒng)測繪是工作人員在測繪時(shí)手動(dòng)輸入數(shù)據(jù)， 并進(jìn)行數(shù)據(jù)匯總整理后，傳遞給相關(guān)設(shè)計(jì)部門，這導(dǎo)致測繪數(shù)據(jù)不能及時(shí)反饋給設(shè)計(jì)部門，不能與設(shè)計(jì)部門實(shí)時(shí)溝通，延誤測繪數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)效性，降低項(xiàng)目的整體開發(fā)效率。采用無人機(jī)進(jìn)行測繪可以實(shí)時(shí)進(jìn)行信息聯(lián)動(dòng)，在測繪時(shí)可以將測繪的坐標(biāo)信息和圖像信息及時(shí)反饋給設(shè)計(jì)部門，在進(jìn)行測量工作時(shí)，設(shè)計(jì)部門可以根據(jù)特殊的地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行復(fù)測。設(shè)計(jì)部門還可以對(duì)反饋的測繪信息進(jìn)行校準(zhǔn)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)遺漏的測繪區(qū)域，提高測繪工程的工作質(zhì)量和準(zhǔn)確性。

第三，數(shù)據(jù)處理成本低。與傳統(tǒng)的航拍飛機(jī)相比，無人機(jī)控制系統(tǒng)相對(duì)簡單，但無人機(jī)所需成本卻約低于普通航拍飛機(jī)的5倍。通常情況下， 無人機(jī)駕駛員只需要利用遙感系統(tǒng)在地面就能完成操作，無人機(jī)駕駛員上崗執(zhí)照操作相對(duì)便利。通常情況下，無人機(jī)普遍選擇輕質(zhì)量的碳纖維復(fù)合材料，為后期維修、保養(yǎng)工作提供了很大便利。無人機(jī)技術(shù)屬于新興技術(shù)，搭載的影像處理設(shè)備相對(duì)較好，對(duì)硬件配置要求普遍較低，這就使得數(shù)據(jù)處理費(fèi)用比普通航拍飛機(jī)有所減少。

第四，安全性和可靠性。在新時(shí)期的快速發(fā)展中，科學(xué)技術(shù)得到了快速發(fā)展，無人機(jī)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。利用遙感系統(tǒng)的無人機(jī)已融入很多領(lǐng)域測繪中，利用遙感系統(tǒng)能夠針對(duì)無人機(jī)進(jìn)行有效控制，計(jì)算機(jī)技術(shù)、圖像攝影技術(shù)、無人機(jī)技術(shù)的融合，充分利用無人機(jī)進(jìn)行測量，無須飛行駕駛員、地質(zhì)科研人員在飛機(jī)中進(jìn)行測量，為測量工作的安全性、可靠性提供了保障。

4 無人機(jī)技術(shù)在測繪工程中的實(shí)踐應(yīng)用

4.1 在海岸地形測量中的應(yīng)用

我國幅員遼闊，海岸線很長，海資源十分豐富，海洋內(nèi)有著很多的可待開發(fā)的機(jī)會(huì)，是我國的珍貴寶藏。在海岸資源開發(fā)、水產(chǎn)養(yǎng)殖以及科學(xué)探測等工作中，工作人員們需要對(duì)海岸地形有一個(gè)全面地掌握了解，才可以開展后續(xù)的相關(guān)工作流程。常規(guī)測量工作有很大的限制，部分地形并不能收集到其全面信息，存在很大的不足。無人機(jī)技術(shù)的結(jié)合使用，有助于海岸地形測量工作的順利開展。其不僅僅可以在原有測量基礎(chǔ)上提高測量結(jié)果的精準(zhǔn)度，保證數(shù)據(jù)的真實(shí)與詳細(xì)，還可以充分發(fā)揮無人機(jī)在高空飛行較為穩(wěn)定的特點(diǎn)，得到更為全面的數(shù)據(jù)與信息。尤其是在海洋資源開發(fā)工作中，無人機(jī)技術(shù)的存在是不可或缺的。無人機(jī)可以去往很多人為并不能前去的地方，減少了測量工作不必要的危險(xiǎn)，保證了人員安全。且無人機(jī)操作簡單，僅僅需要首先在特定的海域進(jìn)行合理規(guī)劃，提前做好調(diào)查與控點(diǎn)布設(shè)工作，在每一個(gè)規(guī)劃的海域內(nèi)提供規(guī)范的參考點(diǎn)，就可以實(shí)現(xiàn)無人機(jī)在區(qū)域內(nèi)的平穩(wěn)精準(zhǔn)工作，得到有效海岸信息。

4.2 在城市規(guī)劃測量中的應(yīng)用

在城市規(guī)劃時(shí)，需要了解到城市每一條街道和每一個(gè)街區(qū)居住的人群，以及其他各個(gè)方面的信息。在對(duì)城市地域規(guī)劃時(shí)，全面掌握城市的人文地質(zhì)現(xiàn)狀是非常重要的。為了獲取更多可靠有效的城市地質(zhì)信息，就需要充分的發(fā)揮出無人機(jī)技術(shù)的測量優(yōu)勢，利用無人機(jī)測繪技術(shù)對(duì)城市的地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行系統(tǒng)的測繪，并根據(jù)測繪的具體圖像和做標(biāo)信息，在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的支持下，可以為城市規(guī)劃人員構(gòu)建一個(gè)虛擬的三位立體城市地質(zhì)模型，以便于工作人員直觀有效的觀察城市地質(zhì)信息，從而科學(xué)長遠(yuǎn)的編制城市發(fā)展規(guī)劃方案。

4.3 在礦山測量中的應(yīng)用

伴隨著全球經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，造成了全球能源消耗的不斷提高，因此， 加快開發(fā)與有效使用各種礦山能源具有十分重要的意義。為了最大程度降低礦山開采對(duì)附近環(huán)境產(chǎn)生的破壞，必須加強(qiáng)對(duì)礦山的測繪與測量，確保基于科學(xué)合理的數(shù)據(jù)來改善礦山資源的開發(fā)效率。通過無人機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，能夠準(zhǔn)確獲取各項(xiàng)數(shù)據(jù)及相關(guān)遙感影像資料等，在不破壞礦山資源的前提下，提高礦山資源的開采質(zhì)量與效率。另外，礦山開采工作本身具有十分大的危險(xiǎn)性，當(dāng)工作人員在沒有全面掌握礦山內(nèi)部以及外部各項(xiàng)數(shù)據(jù)的背景下，就貿(mào)然開展礦山開采工作，必然會(huì)存在較大的安全隱患，可能會(huì)威脅到工作人員的生命安全。為此，在進(jìn)行礦山開采前必須對(duì)礦山開展測量工作，在傳統(tǒng)礦山測量過程中，需要工作人員攜帶專業(yè)的測量設(shè)備和儀器到現(xiàn)場進(jìn)行勘察，然而由于礦山地勢險(xiǎn)峻，一些體型較大、重量較重的測量設(shè)備和儀器無法進(jìn)入到測量現(xiàn)場，導(dǎo)致許多測量工作無法順利進(jìn)行。無人機(jī)技術(shù)的應(yīng)用能夠很好地解決這樣的問題，確保礦山測量工作的穩(wěn)定有序進(jìn)行。

5 結(jié)束語

總而言之，為了保證測繪行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，技術(shù)人員需要引進(jìn)無人機(jī)技術(shù)，不僅要明確無人機(jī)技術(shù)的優(yōu)勢，還需要強(qiáng)化自身的無人機(jī)操作技術(shù)水平，掌握無人機(jī)技術(shù)的測繪原理、注意事項(xiàng)，實(shí)現(xiàn)無人機(jī)技術(shù)在測繪中的充分應(yīng)用，這樣才能夠獲取準(zhǔn)確的測繪結(jié)果，確保后續(xù)工作的有序進(jìn)行，為測繪行業(yè)的持續(xù)、穩(wěn)定發(fā)展提供保障。

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