無人機在測繪工程中的應(yīng)用探討

張藝鵬

摘要：近年來，我國的各行各業(yè)建設(shè)的發(fā)展迅速，工程測繪作為一項復(fù)雜性工作機制，其受到地理因素、環(huán)境因素等方面的限制，從而增加了測繪工作的開展難度。伴隨著技術(shù)體系的不斷更新，高智能技術(shù)逐步落實到工程測繪中，通過信息技術(shù)、傳感技術(shù)、反饋技術(shù)等方面的應(yīng)用，令整個測繪工程呈現(xiàn)出一定的有序性與邏輯性。依托于無人機設(shè)備進行工程測量，可對整個工程進行空間化描述，通過GPS、GIS定位，將所得出的數(shù)據(jù)信息，同步反饋到系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中，可令數(shù)據(jù)映射形式呈現(xiàn)出一定的立體化，保證各項技術(shù)機制的落實，可對地理環(huán)境進行維度確認(rèn)，同時也可避免因為大數(shù)據(jù)在同一時間節(jié)點傳輸，所造成的數(shù)據(jù)冗余問題，為工程測繪人員提供更為直觀的信息。本文則是針對無人機遙感測繪技術(shù)在工程測繪領(lǐng)域中的實際應(yīng)用進行探討，僅供參考。

關(guān)鍵詞：無人機;測繪工程;應(yīng)用探討

社會經(jīng)濟發(fā)展，推動地質(zhì)測繪工程不斷進步。傳統(tǒng)測繪技術(shù)無法滿足當(dāng)前測繪的需求，技術(shù)人員利用新科技對測繪技術(shù)進行開發(fā)。以智能化的測繪技術(shù)，提升測繪工程發(fā)展，保障測繪工作順利開展，為該行業(yè)的發(fā)展提供動力[1]。測繪技術(shù)對于地質(zhì)測繪具有重要的作用，需要基于現(xiàn)階段的技術(shù)水平進一步發(fā)展。對此，加強測繪技術(shù)顯得尤為重要。

1無人機遙感技術(shù)的優(yōu)勢和不足

1.1無人機技術(shù)的優(yōu)勢

無人機它不需要駕駛員去對它進行駕駛，因此在各種安全救生設(shè)備方面省去了很多的研發(fā)成本，同時也在很大程度上是的無人機的重量明顯降低，使得無人機的飛行更輕便，而要獲得較好的遙感監(jiān)測結(jié)果也會非常的快，明顯提高了監(jiān)測效率。在對各種應(yīng)急事件處理中，無人機可以實現(xiàn)對較大范圍的監(jiān)測，通常情況下都可以達到每日兩千多平方公里的監(jiān)測范圍，大幅度提高了監(jiān)測效率。此外，無人機遙感技術(shù)，它對于各種狹小空間的限制要求是比較低的，對于狹小的地理空間的數(shù)據(jù)采集和監(jiān)測能夠較好的適應(yīng)，能夠在更多空間和范圍內(nèi)進行監(jiān)測[2]。它更多時候是通過光譜分析對特定的監(jiān)測區(qū)域進行信息采集和數(shù)據(jù)分析，并且可以通過多次的、多架次的大范圍檢測來確保所采取采集的信息的準(zhǔn)確性。無人機遙感技術(shù)，還可以通過對三維仿真模擬技術(shù)的應(yīng)用，為各種應(yīng)急事件的處理提供宏觀的技術(shù)信息，保證信息的準(zhǔn)確性。再者，無人機遙感技術(shù)，它跟衛(wèi)星成像的分辨率相比要高出很多，通常情況下能夠達到，0.1-0.5m的分辨率，并且這項技術(shù)還可以跟GIS快速集成，從而更好的發(fā)揮監(jiān)測應(yīng)用。

1.2無人機技術(shù)的不足

無人機遙感技術(shù)，通常情況下它具有機體較輕的優(yōu)點，但是由于機體較輕，在飛行上升的時候很容易受到風(fēng)力影響，使得飛行不穩(wěn)定，獲取的影像不清晰。當(dāng)前很多的普通無人機，還不能夠配備較高精度的傳感器，因此無法獲取精度較高的信息和圖像，難以滿足一些大比尺的測繪要求，由于無人機是通過人員對它進行操作的，通過傳感器傳遞信號來完成各種操作，因此對各種通訊系統(tǒng)的依賴程度較高，很多時候會受到黑客技術(shù)的干擾，導(dǎo)致各種安全問題的發(fā)生。

2無人機遙感技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

依托于無人機設(shè)備對地區(qū)環(huán)境進行采集，可有效實現(xiàn)維度化數(shù)據(jù)監(jiān)測，提高地區(qū)空間環(huán)境監(jiān)測的精準(zhǔn)性。但從設(shè)備運行機制而言，無人機設(shè)備在實際應(yīng)用過程中存在一定的問題。首先，無人機設(shè)備抵抗外界環(huán)境因素的影響效益較低。由于無人機設(shè)備需依靠動力能源維系其在監(jiān)測過程中的長時間監(jiān)測，其必須對整體體積以及質(zhì)量進行削減，這就造成設(shè)備運行過程存在質(zhì)量、重量、密度不足的問題，當(dāng)外界環(huán)境呈現(xiàn)出惡劣現(xiàn)象時，必然造成設(shè)備飛行受到阻礙，影響實際測量精度。其次，無人機內(nèi)部傳感對接度不足。無人機屬于遠(yuǎn)程無線操控機構(gòu)，其依托于操控員的指令下達，完成對影像信息的采集，但實際指令操控受距離因素的影響，導(dǎo)致其在執(zhí)行某一項指令時，整體精度隨之下降，在一定程度影響測繪精度。最后，無人機內(nèi)部通信系統(tǒng)容錯功能較低。通信系統(tǒng)是將操控員的指令轉(zhuǎn)變?yōu)橄到y(tǒng)執(zhí)行指令，以滿足實際操控過程的飛行信息、監(jiān)控信息等。但從現(xiàn)有的GPS、GIS體系而言，其易受到外界電磁信號的干擾，影響系統(tǒng)對數(shù)字化信號的傳輸質(zhì)量，這也就造成系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)過程中產(chǎn)生亂碼問題，給無人機設(shè)備飛行造成極大干擾。

3地質(zhì)測繪中測繪新技術(shù)應(yīng)用

3.1全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)

全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)英文縮寫為GNSS，是利用衛(wèi)星獲得數(shù)據(jù)的技術(shù)。可以在地球表面或者任何地點獲得衛(wèi)星提供的導(dǎo)航定位。在應(yīng)用過程中，使用GPS與BDS進行定位，對地質(zhì)數(shù)據(jù)進行采集。兩種定位系統(tǒng)的工作原理都是利用無線電定位，通過對衛(wèi)星軌道分布設(shè)計，獲得與衛(wèi)星的實際距離，推算出自身坐標(biāo)[3]。將其獲得的數(shù)據(jù)通過計算機處理，完成測繪。GNSS技術(shù)在測繪方面應(yīng)用非常廣泛，該技術(shù)的應(yīng)用有效提升了測繪工程工作質(zhì)量和效率，在地質(zhì)測繪中受到認(rèn)可。

3.2 GIS地理信息系統(tǒng)

GIS技術(shù)是包含遙感、空間等多種技術(shù)在內(nèi)的融合技術(shù)。實際使用的時候，該技術(shù)可以有效存儲收集到的數(shù)據(jù)，具有極大的潛在價值，該技術(shù)本身相當(dāng)于數(shù)據(jù)庫，快速將探測的數(shù)據(jù)形成圖像，將圖像轉(zhuǎn)換為可存儲的數(shù)據(jù)放置在數(shù)據(jù)庫中。根據(jù)工作的應(yīng)用需求，將需要的數(shù)據(jù)信息調(diào)出分析，為工程項目提供有效的參考。保障項目的決策質(zhì)量，降低測繪工作難度，推動測繪工作更好發(fā)展。

3.3 RS遙感技術(shù)

RS遙感技術(shù)是剛興起不久的探測技術(shù)，該技術(shù)是利用電磁波理論，在測繪時通過電磁波輻射與反射收集數(shù)據(jù)，生成有效影像。當(dāng)前在地質(zhì)工程測繪工作中，該技術(shù)屬于應(yīng)用次數(shù)最多的技術(shù)，對于地質(zhì)測繪有極大的幫助。是遙感領(lǐng)域一場新的變革，但是還需要在未來發(fā)展中加強技術(shù)方面的提升。遙感技術(shù)涉及的高光譜遙感可以實現(xiàn)光譜成像，對遠(yuǎn)距離的地質(zhì)進行測繪，利用其探測能獲得大量的信息，且工作效率高，不會受到地面條件的影響。在水文、工程等測繪工作中有著較好的應(yīng)用效果。

3.4無人機航測技術(shù)

無人機航拍技術(shù)具有靈活、高效的特征，結(jié)合攝影測繪真實的將測繪的實際情況反映出來，根據(jù)測繪的數(shù)據(jù)生成三維模型[4]。該技術(shù)在國外應(yīng)用更為廣泛，國內(nèi)對該技術(shù)的研究不夠完善。但是從未來角度來看，無人機航測技術(shù)在地質(zhì)測繪工程中有著良好的發(fā)展空間。

3.5智能化成圖技術(shù)

智能化成圖是數(shù)字化成圖技術(shù)的升級版本，更大的優(yōu)勢是展示出云數(shù)據(jù)的特點，根據(jù)參數(shù)形成完整的圖形。但是該技術(shù)現(xiàn)階段發(fā)展還不成熟，在實際地質(zhì)測繪工作中依舊是數(shù)字化成圖技術(shù)應(yīng)用較多，該技術(shù)的出現(xiàn)勢必會對地質(zhì)測繪成圖起到推動作用。

3.6三維激光掃描技術(shù)

三維激光是當(dāng)前走在測繪領(lǐng)域最前端的技術(shù)，適用于對不規(guī)則物體進行測量，在實際測繪中，經(jīng)常使用其對測繪地區(qū)建立三維點云數(shù)據(jù)，有效建立三維模型，為地質(zhì)測繪工程提供便利和有效資料。

3.7低空作業(yè)處理

在航拍測量過程中，受到地質(zhì)環(huán)境因素的影響，無人機設(shè)備在運行過程中，呈現(xiàn)出一定的不穩(wěn)定屬性，特別是在復(fù)雜山體、灌木叢林中，無人機設(shè)備的觀測視線將受到約束，無法實現(xiàn)區(qū)域內(nèi)環(huán)境的有效查證。在遙感技術(shù)的應(yīng)用下，可通過電磁波的反饋機制對內(nèi)部信息進行目標(biāo)查證，然后經(jīng)由數(shù)字信號的轉(zhuǎn)變，得出相應(yīng)的畫像，且相片分辨率較高。通過無人機遙感技術(shù)的應(yīng)用，可令整項測量工作不再局限于固定的信息獲取機制中，其可以應(yīng)用到不同的測繪領(lǐng)域中，例如城市測繪、環(huán)境測繪、應(yīng)急測繪等。特別是在低空巡航系統(tǒng)的建設(shè)下，系統(tǒng)通過某一項功能的落實，可自動按照原有的工作機制對當(dāng)前指令操控行為進行自動化分析，查證出不同運行模式下，系統(tǒng)功能實現(xiàn)所能達到的最大效果，然后通過智能優(yōu)化功能，對當(dāng)前信息采集所呈現(xiàn)出的不同屬性需求進行界定，以得出更為精準(zhǔn)的圖像信息。此外，以無人機設(shè)備為載體遙感技術(shù)的實現(xiàn)，可自動對測量參數(shù)進行補償，當(dāng)系統(tǒng)監(jiān)測工序中出現(xiàn)較大的誤差時，則設(shè)備內(nèi)的集成系統(tǒng)將對當(dāng)前飛行狀態(tài)、監(jiān)測路徑進行微調(diào)，保證整個檢測工作開展的穩(wěn)定性與完整性[5]。

3.8測繪數(shù)據(jù)獲取

參考當(dāng)?shù)販y繪機構(gòu)建立起的CORS網(wǎng)，對數(shù)據(jù)進行獲取和修正，選擇1985國家高程基準(zhǔn)，快眼Ⅱ型無人機，考慮工程的實際情況，在無人機上配置佳能EOS5DS數(shù)碼相機，該相機的像素較高，能夠獲得比較清晰的圖片。借助無人機遙感技術(shù)的應(yīng)用，測繪信息呈現(xiàn)為瓦片形式，對照該信息能夠完成正射影像數(shù)據(jù)的切割工作，然后在百度地圖等地圖軟件中瀏覽。無人機在數(shù)據(jù)采集方面有著較好的優(yōu)勢，在運用測量技術(shù)、攝影技術(shù)、遙感技術(shù)等先進技術(shù)的情況下，能夠獲取完善的數(shù)據(jù)影像，利用空三算法的拼接矯正功能，能夠切實保證測繪信息的合理性和準(zhǔn)確性，優(yōu)化區(qū)域網(wǎng)中的相關(guān)信息，繼而輸出標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)格式。

3.9處理數(shù)據(jù)信息速度快，且同其他系統(tǒng)結(jié)合程度高

首先分析數(shù)據(jù)信息處理速度較快的特點。無人機遙感測繪技術(shù)在展開目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的監(jiān)測工作時，無人機遙感技術(shù)能夠更為直接，并且更為快速的使得各個環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)信息得到有效化處理，與此同時還具有極強的分辨力，這樣也就大大提升了信息采集的實際效率，這樣還能夠提升信息的精確度，確保測繪的最終質(zhì)量。其次分析，與其他系統(tǒng)結(jié)合程度高的特點。假如在工程測繪過程中，單一化的使用遙感技術(shù)，那么也就很有可能出現(xiàn)一些漏洞，即便是無人機遙感技術(shù)，也會同樣具有此種缺陷，因此為了能夠在工程測繪領(lǐng)域當(dāng)中，使得遙感測繪技術(shù)使用的效果，得到更為準(zhǔn)確的應(yīng)用，那么也就需要使得不同遙感系統(tǒng)都得到更為全面的結(jié)合，這樣各個系統(tǒng)之間都能夠展開優(yōu)缺點的互補，最終使得單一系統(tǒng)中的漏洞得到更好的解決。有關(guān)人員還需要注意的是，無人機遙感技術(shù)，還能夠使得同其他系統(tǒng)更加充分展開結(jié)合，當(dāng)這些方面的要點都得到全面結(jié)合之后，最終的遙感技術(shù)測繪效果，才能真正從本質(zhì)上得到最大化的提升與強化。所以無人機遙感測繪技術(shù)的應(yīng)用質(zhì)量水平，是能夠作用到工程測繪過程中的，對于此點優(yōu)勢特點應(yīng)當(dāng)引起人們的重視才行。

4在工程測繪中應(yīng)用無人機遙感測繪技術(shù)的注意事項

無人機設(shè)備屬于一種消耗型產(chǎn)品，在長時間、高負(fù)荷的運轉(zhuǎn)模式下，設(shè)備質(zhì)量性能也在逐漸降低。為此，必須對設(shè)備進行定期運維處理，檢測出設(shè)備當(dāng)前運行工況，系統(tǒng)設(shè)定值與實際運行值之間存在的誤差，然后對設(shè)備當(dāng)前運作模式進行分析，查證出不同結(jié)構(gòu)優(yōu)化中，設(shè)備參數(shù)與安全隱患問題之間的關(guān)聯(lián)性，進而制定出相關(guān)運維措施，規(guī)避設(shè)備運行過程中故障問題。此外，需定期對設(shè)備內(nèi)運行系統(tǒng)進行測定，調(diào)整電源系統(tǒng)、通信系統(tǒng)的運行狀態(tài)，并應(yīng)對設(shè)備采集到的影像信息進行查證，觀看是否存在影像重疊的問題，保證色彩對比度、清晰度、分辨度等滿足影像錄用需求。考慮到設(shè)備運行過程中的監(jiān)控問題，必須結(jié)合現(xiàn)有的信息傳輸機制，對整個監(jiān)控區(qū)域內(nèi)的監(jiān)控點進行分析，通過測控點數(shù)量、查驗路徑的不斷優(yōu)化，界定出不同監(jiān)控模式下，預(yù)期目標(biāo)與實際目標(biāo)之間的比值，以提高數(shù)據(jù)監(jiān)測的精準(zhǔn)性。與此同時，必須確保承接設(shè)備運行的操控人員，具有扎實的操控能力，保證無人機飛行可按照規(guī)劃路徑行駛，避免設(shè)備操控過程中產(chǎn)生不穩(wěn)定因素，以提高實際采集效率。另外，在監(jiān)測飛行過程中，必須對外界環(huán)境所造成的干擾因素進行分析，并針對無人機飛行路徑以及監(jiān)控質(zhì)量等，設(shè)定出相對應(yīng)的安全防護措施，以保證設(shè)備運行過程中的穩(wěn)定性與持續(xù)性，提高實際檢測效率。

5結(jié)語

運用層層分析的手法，使得無人機遙感測繪技術(shù)的各個方面都得到了剖析。根據(jù)相關(guān)內(nèi)容的科學(xué)分析，我們能夠從中較為準(zhǔn)確的認(rèn)識到，無人機遙感測繪技術(shù)，在工程測繪領(lǐng)域中的應(yīng)用，將會起到極為重要的作用，所以展開本文主題內(nèi)容的分析，也就顯得非常具有必要性。相信隨著有關(guān)人士的不斷研究與理解，最終國內(nèi)工程測繪工作開展的質(zhì)量水平，必定能夠從本質(zhì)上得到強化與提升，這是有關(guān)人士需要引起重視的內(nèi)容。從另一個方面展開分析，該項目產(chǎn)品往往還會在我國諸多工程測繪中得到進一步的應(yīng)用與發(fā)揮，進而使得國內(nèi)工程測繪工作，從各個環(huán)節(jié)都能夠得到根本性的強化與增強，久而久之，也就更好的完善了工程測繪的流程。

參考文獻：

[1] 李光. 探討無人機遙感技術(shù)在測繪工程測量中的應(yīng)用 [J]. 居舍， 2020（16）：175-176.

[2] 杜德娟. 淺析無人機在地形測繪工程中的應(yīng)用 [J].居舍，2020（8）： 57.

[3] 于慶啟. 測繪工程中無人機技術(shù)的應(yīng)用研究[J].建材與裝飾，2020（7）： 252-253.

[4] 李磊，徐研.無人機在地形測繪工程中的應(yīng)用[J].工程建設(shè)與設(shè)計， 2020（4）： 269-270.

[5] 廖興.無人機技術(shù)在測繪工程中的應(yīng)用[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品， 2020（4）： 27-28.

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