工程測(cè)繪中無(wú)人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用研究

倫慶全

壽光市測(cè)繪有限公司

工程測(cè)繪業(yè)務(wù)規(guī)模在城市化進(jìn)程不斷推進(jìn)的過(guò)程中得到持續(xù)增長(zhǎng)，各行業(yè)對(duì)工程測(cè)繪的精度和效率要求持續(xù)增加，各種復(fù)雜地形區(qū)域的測(cè)繪業(yè)務(wù)也呈現(xiàn)出增長(zhǎng)趨勢(shì)，測(cè)繪單位需要完成各種復(fù)雜的測(cè)繪工作要求。為了適應(yīng)測(cè)繪市場(chǎng)發(fā)展的需求，測(cè)繪行業(yè)相關(guān)技術(shù)人員持續(xù)開(kāi)展測(cè)繪新技術(shù)的應(yīng)用研究工作，無(wú)人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)以其靈活、高效等優(yōu)勢(shì)在工程測(cè)繪中得到廣泛應(yīng)用。各測(cè)繪單位紛紛將無(wú)人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)作為重點(diǎn)，積極探索該技術(shù)在各種工程中的應(yīng)用。

1 無(wú)人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)在工程測(cè)繪應(yīng)用中存在的不足和優(yōu)勢(shì)分析

1.1 無(wú)人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)在工程測(cè)繪應(yīng)用中存在的不足

雖然無(wú)人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)在工程測(cè)繪應(yīng)用期間展現(xiàn)出的性能較為優(yōu)越，但是依然存在較多應(yīng)用方面的不足[1]。一方面，無(wú)人機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中難以維持穩(wěn)定，往往會(huì)因?yàn)橥饨顼L(fēng)力等因素的影響出現(xiàn)晃動(dòng)情況，這與機(jī)體質(zhì)量較小存在一定關(guān)聯(lián)。在設(shè)計(jì)期間，設(shè)計(jì)人員為了確保無(wú)人機(jī)能夠維持長(zhǎng)久的續(xù)航能力，通常選擇降低機(jī)體重量來(lái)降低能源損耗，這也導(dǎo)致了無(wú)人機(jī)運(yùn)行不穩(wěn)定的后果。另一方面，為了確保無(wú)人機(jī)遠(yuǎn)程控制的穩(wěn)定性，技術(shù)人員需要加強(qiáng)對(duì)運(yùn)行期間通信系統(tǒng)的保障工作，無(wú)論是傳感器對(duì)信號(hào)的采集還是控制信號(hào)的傳遞，都需要依靠無(wú)線通信系統(tǒng)進(jìn)行控制，這也導(dǎo)致該技術(shù)對(duì)通信系統(tǒng)的依賴性較強(qiáng)。

1.2 無(wú)人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)在工程測(cè)繪應(yīng)用中存在的優(yōu)勢(shì)

無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)在工程測(cè)繪中具有較多優(yōu)勢(shì)，被應(yīng)用到各種工程建設(shè)領(lǐng)域之中。在應(yīng)用期間，無(wú)人機(jī)具有較強(qiáng)的靈活性，能夠在技術(shù)人員的遠(yuǎn)程控制中快速抵達(dá)目標(biāo)區(qū)域，完成相關(guān)的測(cè)繪工作，尤其在人力難以抵達(dá)的復(fù)雜環(huán)境區(qū)域中，無(wú)人機(jī)能夠發(fā)揮極大的作用。其次，在測(cè)繪范圍方面，無(wú)人機(jī)能夠?qū)Υ蟮乩矸秶牡匦?、空間進(jìn)行測(cè)繪和檢查，還可以針對(duì)小范圍的空間進(jìn)行精細(xì)化的數(shù)據(jù)影像采集，完成各種工程測(cè)繪任務(wù)。最后，在數(shù)據(jù)處理方面，無(wú)人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)能夠通過(guò)三維仿真、光譜分析等技術(shù)手段完成對(duì)高分辨率影像數(shù)據(jù)的高效處理。

2 無(wú)人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)在工程測(cè)繪中的應(yīng)用情況分析

2.1 測(cè)繪影像采集處理方面的應(yīng)用

在操控?zé)o人機(jī)對(duì)目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行遙感測(cè)繪之前，測(cè)繪技術(shù)人員需要做好試飛場(chǎng)地的選擇、試飛條件的確認(rèn)以及飛行路線的規(guī)劃等工作[2]。在運(yùn)行之前，技術(shù)人員需要做好測(cè)試工作，并對(duì)像控點(diǎn)進(jìn)行合理規(guī)劃布置。無(wú)人機(jī)作業(yè)過(guò)程中能夠利用GPS定位系統(tǒng)精確地完成目標(biāo)區(qū)域的定位工作，自動(dòng)形成高程、平面坐標(biāo)系等參數(shù)內(nèi)容，還可以在測(cè)繪期間對(duì)分辨率、成像比例、圖幅尺寸等進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，基于系統(tǒng)設(shè)置的自動(dòng)處理系統(tǒng)將航攝的影像畫面轉(zhuǎn)化為三維模型，在高像素設(shè)備的支持下，無(wú)人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)能夠輔助測(cè)繪人員采集高清測(cè)繪影像，有效提升了測(cè)繪精度。在DOM精度以及像控點(diǎn)精度方面，無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)性能較為優(yōu)越，能夠?qū)⒈姸嚯[蔽區(qū)域、測(cè)繪死角等完整地測(cè)繪出來(lái)，測(cè)繪結(jié)果相對(duì)全面。

2.2 測(cè)繪數(shù)據(jù)采集處理方面的應(yīng)用

無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)中的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)自動(dòng)化程度較高，能夠輔助人工實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集，結(jié)合使用需求對(duì)無(wú)關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選剔除，降低測(cè)繪人員的操作難度，大幅度提升工程測(cè)繪的效率[3]。在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方面，該技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中能夠?qū)y(cè)繪數(shù)據(jù)以TIGG（無(wú)壓縮）格式在系統(tǒng)中存儲(chǔ)，符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。在測(cè)繪數(shù)據(jù)處理階段，無(wú)人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)能夠?qū)o(wú)人機(jī)采集的原始數(shù)據(jù)自動(dòng)傳輸至遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)平臺(tái)之中，并及時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行備份處理以免出現(xiàn)意外情況。在無(wú)人機(jī)運(yùn)行期間，無(wú)人機(jī)航攝角度往往難以與規(guī)劃布置情況完全一致，圖像拍攝效果也會(huì)因此受到影響，而無(wú)人機(jī)搭載的相機(jī)能夠自動(dòng)對(duì)焦距相關(guān)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，使得航攝影像效果得到增強(qiáng)。為了便于對(duì)影像數(shù)據(jù)的具體位置、時(shí)間等進(jìn)行區(qū)分，數(shù)據(jù)采集數(shù)量系統(tǒng)能夠在存儲(chǔ)影像數(shù)據(jù)的同時(shí)將相片號(hào)、航線、時(shí)間、攝影區(qū)域等參數(shù)信息明確標(biāo)注，提升了測(cè)繪數(shù)據(jù)的有效性，為后續(xù)的數(shù)據(jù)分析處理提供明確的參考指引。

2.3 低空作業(yè)中的應(yīng)用

無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)多用于復(fù)雜地形、環(huán)境惡劣區(qū)域，如災(zāi)害救援過(guò)程中，無(wú)人機(jī)能夠通過(guò)低空作業(yè)實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)高質(zhì)量影像數(shù)據(jù)的采集，為工程建設(shè)或搶險(xiǎn)救災(zāi)人員提供精準(zhǔn)數(shù)據(jù)[4]。低空作業(yè)期間，無(wú)人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)能夠輔助測(cè)繪人員完成對(duì)高清畫面的拍攝以及測(cè)繪圖像的自動(dòng)捕捉，能夠依靠數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)完成對(duì)影像的識(shí)別、拼接以及建模分析相關(guān)工作，確保測(cè)繪人員在特殊情況下的測(cè)繪效率。

3 無(wú)人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)在工程測(cè)繪中的應(yīng)用注意事項(xiàng)

3.1 重視設(shè)備維護(hù)工作，定期開(kāi)展設(shè)備檢查工作

無(wú)人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)在復(fù)雜、特殊、緊急情況中得到了廣泛應(yīng)用，為了避免測(cè)繪任務(wù)受到阻礙，測(cè)繪人員需要重視設(shè)備維護(hù)工作，規(guī)避圖片重影、無(wú)人機(jī)不穩(wěn)定、通訊異常等問(wèn)題，及時(shí)對(duì)損壞的零部件進(jìn)行更換處理，同時(shí)做好數(shù)據(jù)處理相關(guān)系統(tǒng)的優(yōu)化升級(jí)工作，盡可能提升系統(tǒng)設(shè)備的穩(wěn)定性。在設(shè)備檢查過(guò)程中，測(cè)繪人員需要按照質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)對(duì)設(shè)備性能進(jìn)行核驗(yàn)，并在測(cè)繪之前做好設(shè)備的調(diào)試工作[5]。對(duì)于電源、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、電臺(tái)、通信等系統(tǒng)設(shè)備，測(cè)繪人員需要加強(qiáng)檢查力度，通過(guò)通電檢查等方式對(duì)各平臺(tái)設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行校核，避免在工程測(cè)繪中出現(xiàn)故障。針對(duì)遙感測(cè)繪工作，測(cè)繪人員需要對(duì)航線彎曲度、旋角、影像重疊度、畫面清晰度等進(jìn)行檢查，及時(shí)針對(duì)異常情況進(jìn)行部件更換或調(diào)整，避免影響測(cè)繪質(zhì)量。

3.2 嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范操作無(wú)人機(jī)設(shè)備，確保攝影質(zhì)量

無(wú)人機(jī)操作的規(guī)范性對(duì)于遙感測(cè)繪的質(zhì)量具有較大影響，測(cè)繪人員需要嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范完成對(duì)無(wú)人機(jī)設(shè)備的操作工作。在具體操作期間，測(cè)繪人員需要對(duì)進(jìn)場(chǎng)時(shí)間進(jìn)行嚴(yán)格控制，按測(cè)繪方案要求控制降落或起飛的方式，做好對(duì)無(wú)人機(jī)作業(yè)過(guò)程中飛行速度的控制，確保測(cè)繪影像具有較高的清晰度。技術(shù)人員需要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況對(duì)飛行高度、飛行速率等進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，確保無(wú)人機(jī)高度與拍攝畫面的效果達(dá)到協(xié)調(diào)穩(wěn)定，同時(shí)也需要對(duì)無(wú)人機(jī)通信狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)確認(rèn)，避免干擾信號(hào)對(duì)GPS定位、遙感信號(hào)采集等產(chǎn)生影響。此外，測(cè)繪人員需要對(duì)測(cè)繪結(jié)果的全面性進(jìn)行核查，及時(shí)對(duì)缺漏區(qū)域進(jìn)行補(bǔ)攝，還需要針對(duì)無(wú)人機(jī)運(yùn)行期間的設(shè)備安全和人員安全進(jìn)行控制，并在方案中明確相關(guān)應(yīng)急措施。

3.3 合理控制像控點(diǎn)布設(shè)、測(cè)量流程

無(wú)人機(jī)遙感測(cè)繪結(jié)果的精度和全面性與像控點(diǎn)的布設(shè)以及測(cè)量流程存在關(guān)聯(lián)，測(cè)繪人員需要針對(duì)該流程進(jìn)行優(yōu)化管控。具體操作過(guò)程中，測(cè)繪人員需要針對(duì)工程建設(shè)情況對(duì)拍攝的具體情況進(jìn)行規(guī)劃總結(jié)，并對(duì)無(wú)人機(jī)組網(wǎng)情況進(jìn)行核對(duì)校驗(yàn)。為了確保像控點(diǎn)的合理布設(shè)，測(cè)繪人員需要充分考慮測(cè)繪區(qū)域的環(huán)境特點(diǎn)，結(jié)合地形地勢(shì)對(duì)像控點(diǎn)進(jìn)行合理安排，盡可能提升測(cè)繪影像的質(zhì)量效果。針對(duì)采集的測(cè)繪數(shù)據(jù)，測(cè)繪人員需要做好對(duì)原始影像相關(guān)數(shù)據(jù)資料的備份保存工作，避免對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行隨意的拼接處理，確保后續(xù)能夠?qū)y(cè)繪結(jié)果進(jìn)行更高效的應(yīng)用。由于無(wú)人機(jī)拍攝的影像資料大多存儲(chǔ)于采集器中，測(cè)繪人員需要定時(shí)對(duì)采集器中的信息進(jìn)行歸檔保存，避免出現(xiàn)數(shù)據(jù)缺失或混亂等情況，影響測(cè)繪工作質(zhì)量。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，無(wú)人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)具有較強(qiáng)的靈活性，能夠在各種復(fù)雜地形區(qū)域完成各項(xiàng)小范圍或大范圍的高精度測(cè)繪任務(wù)，還可以依靠三維建模等數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)完成對(duì)影像數(shù)據(jù)的高效處理。在采集和處理影像相關(guān)數(shù)據(jù)資料的過(guò)程中，測(cè)繪技術(shù)人員需要做好對(duì)像控點(diǎn)的布置、飛行測(cè)繪方案的規(guī)劃等相關(guān)工作，同時(shí)按要求備份原始數(shù)據(jù)，用于后續(xù)的各項(xiàng)分析處理工作。在應(yīng)用過(guò)程中，測(cè)繪人員需要做好無(wú)人機(jī)、遙感相關(guān)設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)和檢查測(cè)試工作，在測(cè)試無(wú)誤的情況下方可安排無(wú)人機(jī)進(jìn)行遙感測(cè)繪作業(yè)。針對(duì)該技術(shù)存在的操作不穩(wěn)定、依賴通訊等不足之處，測(cè)繪單位需要加強(qiáng)對(duì)該技術(shù)的研究，持續(xù)提升測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用效果。