測(cè)繪工程中無人機(jī)攝影測(cè)量技術(shù)應(yīng)用分析

趙林 朱德奎 顧稽毓

中檢集團(tuán)公信安全科技有限公司 山東 棗莊 277100

引言

當(dāng)今社會(huì)測(cè)繪技術(shù)在不斷發(fā)展，這樣一來，大大促進(jìn)了我國工程建筑事業(yè)的快速發(fā)展。無人機(jī)測(cè)繪及影像處理技術(shù)的廣泛應(yīng)用，使得測(cè)繪工程的精準(zhǔn)度大大提高。現(xiàn)如今是信息化智能化時(shí)代，測(cè)繪工程逐漸走向了自動(dòng)化和網(wǎng)絡(luò)化，這樣使得測(cè)繪工程的工作效率和工作質(zhì)量大大提升。這樣不僅可以提高測(cè)繪工程的工作效率，而且還可以有效地對(duì)測(cè)繪工程進(jìn)行創(chuàng)新發(fā)展。因此，相關(guān)企業(yè)必須要加大對(duì)無人機(jī)測(cè)繪及影像處理的研究與應(yīng)用，國家政策上也要制定一些相關(guān)的規(guī)范，確保無人機(jī)測(cè)繪及影像處理技術(shù)能夠更有效地應(yīng)用到測(cè)繪工程中，提高測(cè)繪工程的工作效率。

1 在測(cè)繪工程中應(yīng)用無人機(jī)影像處理技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

無人機(jī)測(cè)量技術(shù)是指在無人機(jī)上安裝和搭載多個(gè)傳感器，從多角度對(duì)區(qū)域進(jìn)行拍攝和測(cè)量。無人機(jī)傾斜測(cè)量技術(shù)被應(yīng)用到很多領(lǐng)域中，它通過多角度、高分辨率的影像技術(shù)信息，建立完善的三維數(shù)據(jù)模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)城市山區(qū)的測(cè)繪工作[1]。同時(shí)，與傳統(tǒng)的技術(shù)相比，該技術(shù)能夠加強(qiáng)整個(gè)測(cè)量圖形的效果，有效地減輕了工作人員的壓力。為了保證駕駛?cè)藛T的生命安全，傳統(tǒng)的載人飛行器測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用受到一定的限制，在一些特殊的地形中根本無法作業(yè)。然而，無人機(jī)航測(cè)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)無人駕駛，工作人員只需通過計(jì)算機(jī)對(duì)設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程的操控，可以完成一些復(fù)雜的地區(qū)的測(cè)繪工作。另外，在一些特殊的情況下，例如出現(xiàn)云層較厚的情況，傳統(tǒng)的衛(wèi)星遙感技術(shù)在數(shù)據(jù)采集方面就會(huì)受到一定的限制，測(cè)量精準(zhǔn)度不夠。而無人機(jī)航測(cè)技術(shù)應(yīng)用可以免受云層和氣候條件的限制，保證測(cè)繪的精準(zhǔn)度。

1.1 圖像更加高清

在進(jìn)行地質(zhì)條件、水文地質(zhì)條件等方面的測(cè)繪工作時(shí)，工作人員可借助無人機(jī)的遙感觀測(cè)技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)，并在高空中利用高清攝像系統(tǒng)對(duì)監(jiān)測(cè)對(duì)象進(jìn)行航拍。工作人員通過對(duì)攝像軟件系統(tǒng)進(jìn)行控制，調(diào)整無人機(jī)攝像的精準(zhǔn)度，用以適應(yīng)不同地理?xiàng)l件下的工程測(cè)繪工作，滿足建設(shè)項(xiàng)目對(duì)高清攝像、實(shí)時(shí)定位、實(shí)時(shí)監(jiān)控等工作內(nèi)容的要求。

1.2 操作簡單，應(yīng)用方便

根據(jù)調(diào)查顯示，許多大型測(cè)繪工程的發(fā)展，都離不開無人機(jī)測(cè)繪及影像處理技術(shù)。無人機(jī)測(cè)繪及影像處理技術(shù)為建筑工程帶來了非常大的效益。并且這項(xiàng)技術(shù)操作簡單，在應(yīng)用時(shí)非常方便。我們可以對(duì)這些地理信息進(jìn)行有效的采納，然后快速地進(jìn)行圖像繪制，這樣一來，通過計(jì)算機(jī)技術(shù)以及地理信息技術(shù)可以更高效率、更快、更準(zhǔn)的將圖像繪制出來；利用地理信息技術(shù)可以有效地保證測(cè)繪工程的精準(zhǔn)度，在較為繁重的工作中無人機(jī)測(cè)繪及影像處理技術(shù)手段，有效提高工作效率，減少工作任務(wù)。無人機(jī)測(cè)繪及影像處理技術(shù)作為大型工程中一項(xiàng)不可缺少的技術(shù)，我們必須有效地利用它并且積極進(jìn)行發(fā)展創(chuàng)新。在實(shí)際應(yīng)用中，我們也可以對(duì)具體的建筑影像進(jìn)行掃描，然后通過一系列的處理，將它繪制成圖像。再者，我們還可以通過利用先進(jìn)的通信技術(shù)，對(duì)工程的進(jìn)展情況以及工程的實(shí)施效果進(jìn)行全方位監(jiān)控。這在很大程度上保證了測(cè)繪工程的健康和安全發(fā)展。而對(duì)于精確度不高的大概勘察與作業(yè)，所需要的工作時(shí)間更短。這也從側(cè)面印證了使用無人機(jī)測(cè)繪及影像處理技術(shù)建立控制網(wǎng)，可以大大提高作業(yè)效率。無人機(jī)測(cè)繪及影像處理技術(shù)是接收機(jī)所接收的衛(wèi)星等其他數(shù)據(jù)，可以確定方程式計(jì)算出位置信息數(shù)據(jù)，大大減少測(cè)量工作的經(jīng)費(fèi)，同時(shí)也是更加靈活，也可省去經(jīng)典測(cè)量中過渡點(diǎn)的測(cè)量工作，所以應(yīng)用起來非常的方便實(shí)用。

1.3 測(cè)量時(shí)間短、效率高

無人機(jī)測(cè)繪及影像處理技術(shù)可以應(yīng)用于測(cè)繪工程的其中一個(gè)原因就是無人機(jī)測(cè)繪及影像處理技術(shù)具有測(cè)量時(shí)間短，效率高的特點(diǎn)。工程測(cè)繪是土木工程中的一項(xiàng)巨大的工程，它的穩(wěn)定運(yùn)行離不開無人機(jī)測(cè)繪及影像處理技術(shù)為測(cè)繪工程帶來的巨大的便利，給測(cè)繪工作帶來了非常好的發(fā)展。利用無人機(jī)測(cè)繪及影像處理技術(shù)，人們可以在野外進(jìn)行測(cè)量時(shí)快速打破傳統(tǒng)測(cè)繪的弊端，快速實(shí)現(xiàn)厘米級(jí)的定位系統(tǒng)，大大改善了傳統(tǒng)的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)測(cè)繪技術(shù)。由此可見無人機(jī)測(cè)繪及影像處理技術(shù)的時(shí)效性比傳統(tǒng)的測(cè)繪方式時(shí)效性更強(qiáng)。有些工程要使用地形非常復(fù)雜，無人機(jī)測(cè)繪及影像處理技術(shù)對(duì)于工程數(shù)據(jù)分析，地形的測(cè)量以及地形分析有著非常重要的作用。它可以有效地控制這些測(cè)量數(shù)據(jù)。由此可見無人機(jī)測(cè)繪及影像處理技術(shù)對(duì)于野外工作的重要性，它大大提高了野外工作的工作效率，以及工作質(zhì)量。在地基建立較難，面積較大的工程中也有很好的應(yīng)用。例如在城市給排水工程中的應(yīng)用無人機(jī)測(cè)繪及影像處理技術(shù)，如果我們想要更方便、更快捷、更精準(zhǔn)地了解地下管道的數(shù)量以及地下管道的情況，我們就必須要采用無人機(jī)測(cè)繪及影像處理技術(shù)去處理，如果應(yīng)用平常的處理技術(shù)去處理地下管道是非常困難的。采用無人機(jī)測(cè)繪及影像處理技術(shù)，我們就可以更加快捷、更加準(zhǔn)確地解決城市的排水管道，更加清晰的了解地下管道問題，這樣一來處理問題也會(huì)更加的方便更加的快捷，這將給城市帶來非常大的社會(huì)效益。

2 無人機(jī)攝影測(cè)量技術(shù)在實(shí)際測(cè)繪工程中的應(yīng)用

2.1 像控點(diǎn)布設(shè)

使用無人機(jī)進(jìn)行測(cè)量時(shí)，需要對(duì)像控點(diǎn)進(jìn)行合理地布置。只有經(jīng)過科學(xué)的計(jì)算，保證布置點(diǎn)的合理性，才能確保后續(xù)測(cè)量工作的全面實(shí)施，最終得到準(zhǔn)確的測(cè)量數(shù)據(jù)和清晰的影像[2]。因此，像控點(diǎn)的布設(shè)是保證后續(xù)工作進(jìn)行的關(guān)鍵。另外，要注重布設(shè)的像控點(diǎn)位置。要布設(shè)在航線附近區(qū)域，選擇地勢(shì)起伏較小的平緩地區(qū)。如果地勢(shì)復(fù)雜傾斜角度比較大，就會(huì)影響到像控點(diǎn)的布置效果。像控點(diǎn)的布設(shè)主要是為了輔助拍攝關(guān)鍵的部位，準(zhǔn)確地確定數(shù)據(jù)和圖像。所以，在布設(shè)的過程中，要接近重要位置。只有做到這幾方面，才可以確保無人機(jī)攝影工作的順利進(jìn)行。

2.2 航線設(shè)計(jì)

在無人機(jī)測(cè)量技術(shù)應(yīng)用時(shí)，航線的設(shè)計(jì)也是整個(gè)測(cè)量工作中的重點(diǎn)。無人機(jī)不能隨意飛行，必須根據(jù)實(shí)際情況，經(jīng)過精準(zhǔn)的計(jì)算，選擇合理的航線。在航線選擇時(shí)，要結(jié)合測(cè)量的項(xiàng)目目標(biāo)以及測(cè)量重點(diǎn)要求，對(duì)飛行航線進(jìn)行規(guī)劃。設(shè)計(jì)航線的時(shí)候，要選擇最快、最清晰、最準(zhǔn)確的拍攝路線，同時(shí)，還要規(guī)避一些山洞、瀑布等不良的地形，減少對(duì)無人機(jī)的傷害。在設(shè)計(jì)航線的時(shí)候，還需要控制無人機(jī)的高度，選擇合適的拍攝角度，這樣才能夠確保清晰準(zhǔn)確的拍攝效果。另外，航線的節(jié)點(diǎn)設(shè)置必須以整個(gè)航線為中心，呈網(wǎng)狀進(jìn)行合理的分布。只有選擇科學(xué)合理的航線，才能夠確保無人機(jī)操作更加有序地進(jìn)行。

2.3 三角測(cè)量

在測(cè)繪工作前，需要明確測(cè)繪工作的具體要求和目標(biāo)范圍。對(duì)目標(biāo)區(qū)域信息的采集，可以加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的勘察以及測(cè)量設(shè)備的合理應(yīng)用。在無人機(jī)的飛行航線設(shè)計(jì)規(guī)劃后，可以進(jìn)行空中三角測(cè)量。應(yīng)用空中三角測(cè)量技術(shù)，需要做到以下幾點(diǎn)：首先，要使用空中加密測(cè)量技術(shù)。這一技術(shù)能夠?qū)μ囟y(cè)量區(qū)域內(nèi)的空間地理位置進(jìn)行加密設(shè)計(jì)，然后采取合理的管理措施，保證設(shè)立的專一性。在這一過程中，要設(shè)置具體的加密距離，保證對(duì)特殊區(qū)域的處理，避免高度偏差問題的發(fā)生，影響到整體的測(cè)量結(jié)果。在一些平坦的地區(qū)，也要做好空中三角加密，用添加數(shù)量控制的方法，對(duì)邊緣位置進(jìn)行合理地規(guī)劃。其次，利用這一技術(shù)，還可以完成加密點(diǎn)的處理，結(jié)合完成前期準(zhǔn)備工作，保證整個(gè)測(cè)量工作中在遇到問題時(shí)，能得到及時(shí)處理。結(jié)合實(shí)際的像素?cái)?shù)據(jù)，做出相應(yīng)調(diào)整，為后期數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性分析奠定良好的基礎(chǔ)。

2.4 無人機(jī)補(bǔ)測(cè)操作

無人機(jī)地形測(cè)繪中，可以采取補(bǔ)測(cè)的方法，滿足多個(gè)測(cè)點(diǎn)的使用要求。在確定了實(shí)際的測(cè)量區(qū)域范圍后，利用多項(xiàng)技術(shù)的結(jié)合，進(jìn)行內(nèi)部數(shù)據(jù)的調(diào)整，實(shí)現(xiàn)整個(gè)測(cè)量的科學(xué)布局。針對(duì)無法得出參數(shù)的測(cè)量盲區(qū)，結(jié)合無人機(jī)測(cè)量技術(shù)，能夠?qū)@一區(qū)域進(jìn)行準(zhǔn)確的判斷，避免出現(xiàn)紕漏和誤差的問題發(fā)生，保證了整個(gè)測(cè)繪的質(zhì)量，同時(shí)也節(jié)約了大量的人力資源。

3 在測(cè)繪工程中應(yīng)用無人機(jī)影像處理技術(shù)的具體策略

3.1 應(yīng)用數(shù)據(jù)處理技術(shù)，提高平面點(diǎn)測(cè)繪精度

無人機(jī)拍攝技術(shù)與傳統(tǒng)的拍攝技術(shù)不同，無人機(jī)設(shè)備在飛行過程中所得到的影響大多處于不規(guī)則的排列狀態(tài)，在旋偏角、俯仰角等角度的選取都比平時(shí)的攝影角度更大一些。同時(shí)，受到航向的影響，所拍攝的影像重疊度較大，但模型卻比較小。在此問題的影響下，空三角測(cè)量數(shù)據(jù)的結(jié)果會(huì)出現(xiàn)誤差，空三自動(dòng)轉(zhuǎn)點(diǎn)的成功率會(huì)降低，相關(guān)技術(shù)工作人員的工作內(nèi)容會(huì)大幅提升。由于拍攝影響的模型比較小，在測(cè)繪工作中需要技術(shù)人員經(jīng)常切換模型，導(dǎo)致技術(shù)人員的工作效率降低。因此，相關(guān)技術(shù)人員要在測(cè)繪工作過程中加強(qiáng)人工干預(yù)，重視對(duì)相關(guān)軟件的解算工作，降低測(cè)區(qū)分區(qū)，以實(shí)現(xiàn)測(cè)繪圖像精度和準(zhǔn)度符合行業(yè)內(nèi)部技術(shù)規(guī)范的目標(biāo)。此外，在大氣氣流、相幅的影響下，測(cè)圖接邊工作會(huì)受到干擾，立體像會(huì)將高程誤差體現(xiàn)出來。因此，相關(guān)技術(shù)人員要加強(qiáng)對(duì)高程精度的把控，嚴(yán)防模型之間高程誤差的產(chǎn)生。

3.2 應(yīng)用空三加密技術(shù)，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)控制點(diǎn)加密

空三加密技術(shù)是在無人機(jī)影像技術(shù)中最為重要的一項(xiàng)技術(shù)內(nèi)容，對(duì)工作人員的操作技術(shù)要求比較高，這一環(huán)節(jié)工作的質(zhì)量高低對(duì)于接下來的工作準(zhǔn)確度有著很大的影響[3]。運(yùn)用空三加密技術(shù)是為了實(shí)現(xiàn)室內(nèi)控制點(diǎn)加密，計(jì)算出加密坐標(biāo)的具體平面位置，一般是在野外控制坐標(biāo)的支持下空中進(jìn)行三角測(cè)量工作。目前，解析空三加密技術(shù)、模擬空三加密技術(shù)在測(cè)繪工作中比較常見。空三加密技術(shù)的運(yùn)用流程較為復(fù)雜，可簡單分為空三數(shù)據(jù)預(yù)處理、初始構(gòu)網(wǎng)、對(duì)連接點(diǎn)進(jìn)行精確匹配、去除漏匹配點(diǎn)、增加連接點(diǎn)數(shù)、控制網(wǎng)平差等環(huán)節(jié)。空三加密技術(shù)不會(huì)受到被測(cè)量地點(diǎn)區(qū)域大小的限制，能夠完成區(qū)域內(nèi)部精度均勻的測(cè)量工作，控制野外測(cè)量工作的成本，大幅提升工作效率。

3.3 應(yīng)用畸形改正技術(shù)，提高圖像的真實(shí)性

與普通的影像處理技術(shù)不同的是，在進(jìn)行無人機(jī)測(cè)繪過程中，工作人員較多使用的是非量測(cè)相機(jī)，而用大比例尺進(jìn)行測(cè)量時(shí)，工作人員使用的都是常見的單反相機(jī)，一般與定焦鏡頭搭配使用，因此時(shí)長有拍攝畸形的現(xiàn)象發(fā)生。在進(jìn)行剖面數(shù)據(jù)的提取時(shí)，某些地震資料會(huì)有多路編輯、重新取樣、重新排列的現(xiàn)象發(fā)生，這時(shí)技術(shù)工作人員要進(jìn)行修正工作，在完成修正后獲取相關(guān)的數(shù)據(jù)信息。無人機(jī)影像技術(shù)很大程度上受到衛(wèi)星遙感和航空遙感技術(shù)的影響，在具體的測(cè)繪工作過程中能夠進(jìn)行無人遙控的低空飛行，可以從多個(gè)角度獲取高質(zhì)量的圖像，保障獲取圖像的分辨率和圖像的真實(shí)性。

4 結(jié)束語

綜上所述，無人機(jī)測(cè)繪是測(cè)繪工程不可缺少的一項(xiàng)重要技術(shù)，它也是衡量社會(huì)水平的一項(xiàng)重要指標(biāo)，更是測(cè)繪工程發(fā)展的必然趨勢(shì)。所以我們要積極應(yīng)用無人機(jī)測(cè)繪及遙感技術(shù)，并且不斷發(fā)展改革創(chuàng)新，讓測(cè)繪工程發(fā)展更有意義。