無人機(jī)遙感技術(shù)在測(cè)繪工程中的應(yīng)用淺析

劉振宇

（安徽省第三測(cè)繪院，合肥230031）

無人機(jī)遙感技術(shù)在測(cè)繪工程中的應(yīng)用淺析

劉振宇

（安徽省第三測(cè)繪院，合肥230031）

隨著無人機(jī)技術(shù)的發(fā)展，無人機(jī)測(cè)繪測(cè)量在遙感測(cè)繪中有不可替代的重要作用。將多種精密化遙感設(shè)備安裝到無人機(jī)上，能夠?qū)崿F(xiàn)一系列的操作，例如信息采集、數(shù)據(jù)反饋、圖像處理等，無人機(jī)遙感技術(shù)具有多種優(yōu)勢(shì)，且有廣闊的應(yīng)用前景。論文分析了無人機(jī)遙感技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，并對(duì)其在測(cè)繪工程中的應(yīng)用進(jìn)行簡(jiǎn)單分析。

無人機(jī)遙感技術(shù)；測(cè)繪工程；測(cè)量；應(yīng)用淺析

【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.11.183

1 引言

無人機(jī)遙感技術(shù)指的是利用先進(jìn)科學(xué)技術(shù)，即遙感傳感器技術(shù)、GPS差分定位技術(shù)、無人駕駛飛行器技術(shù)、遙測(cè)遙控技術(shù)、遙感應(yīng)用技術(shù)、通訊技術(shù)，自動(dòng)、智能、專用化的實(shí)現(xiàn)多種空間遙感信息，例如，獲取自然環(huán)境信息、地震災(zāi)區(qū)信息、國(guó)土資源等，并且能夠完成遙感數(shù)據(jù)的建模、處理、應(yīng)用分析等。目前無人機(jī)遙感技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到實(shí)際測(cè)量工作中，將會(huì)成為未來主要的遙感技術(shù)應(yīng)用之一。

2 無人機(jī)遙感技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

2.1 安全性和可靠性

近年科學(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn)，無人機(jī)遙感技術(shù)由此誕生。利用遙感系統(tǒng)的無人機(jī)已經(jīng)參與多項(xiàng)研究，通過遙感能夠很好的控制無人機(jī)，計(jì)算機(jī)技術(shù)與圖像攝影技術(shù)以及無人機(jī)遙感技術(shù)相結(jié)合，能夠很好的利用無人機(jī)進(jìn)行測(cè)量工作，無人機(jī)不需要飛行駕駛員與地質(zhì)科研人員在飛機(jī)上進(jìn)行測(cè)量工作，從而提高了測(cè)量工作的安全性與可靠性。

2.2 機(jī)動(dòng)靈活性

無人機(jī)相比于普通的航拍飛機(jī)而言，其體型更加?jì)尚。盏臅r(shí)間更短，不需要專門的升降起跑場(chǎng)地就可以快速升空，并且正常運(yùn)行。因此，無人機(jī)的機(jī)動(dòng)性和靈活性較好。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，遙感操作系統(tǒng)快速發(fā)展，無人機(jī)遙感技術(shù)的運(yùn)營(yíng)成本也在逐漸降低，其操作較為簡(jiǎn)單、運(yùn)營(yíng)成本降低，利用率隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步得到了進(jìn)一步的提升。通常情況下，在進(jìn)行測(cè)量前會(huì)先給無人機(jī)制定出其在測(cè)量時(shí)的飛行路線，在進(jìn)行測(cè)量時(shí)，無人機(jī)能夠根據(jù)設(shè)定好的路線自動(dòng)飛行。因其穩(wěn)定性較好，不僅能夠進(jìn)行高強(qiáng)度的航拍工作，還能夠提高航拍的準(zhǔn)確性與精準(zhǔn)度。在無人機(jī)飛行用油的情況上，由于無人機(jī)并不需要載人，因此，在耗油量相同的情況下，無人機(jī)與普通的航拍飛機(jī)相比能夠飛得更遠(yuǎn)、時(shí)間更長(zhǎng)。無人機(jī)能夠高度精準(zhǔn)地控制在10m，因此，無人機(jī)能夠一次性設(shè)定一百多個(gè)航點(diǎn)進(jìn)行地形測(cè)量工作，并且能夠不間斷地進(jìn)行地形測(cè)量與航拍工作。由于無人機(jī)與計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合，并且與地面采用實(shí)時(shí)的網(wǎng)絡(luò)連接，從而能夠?qū)⒉杉降臄?shù)據(jù)瞬間傳輸?shù)降孛?，工?/p>

人員能夠及時(shí)對(duì)傳回的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，而普通的航拍飛機(jī)必須要等到飛機(jī)降落后才能將測(cè)量的數(shù)據(jù)帶回，無人機(jī)能夠提高數(shù)據(jù)處理的效率，其靈活性是不言而喻的。

2.3 數(shù)據(jù)處理費(fèi)用少

無人機(jī)的控制系統(tǒng)相比于普通的航拍飛機(jī)較為簡(jiǎn)單，無人機(jī)的造價(jià)要低于普通的航拍飛機(jī)的5倍左右[1]。由于無人機(jī)駕駛員只需在地面通過遙感系統(tǒng)來進(jìn)行操作，因此無人機(jī)駕駛員的上崗執(zhí)照的獲取較為簡(jiǎn)單，使得駕駛員的上崗時(shí)間縮短。無人機(jī)通常采用的材料都是輕質(zhì)量的碳纖維復(fù)合材料，其后期的維修、保養(yǎng)也較為簡(jiǎn)單便捷。由于無人機(jī)遙感技術(shù)是一種新型的技術(shù)，并且其搭載的影像處理設(shè)備相對(duì)較好，其數(shù)據(jù)處理的硬件配置要求相對(duì)較低，從而使得其數(shù)據(jù)的處理費(fèi)用相比于普通的航拍飛機(jī)要減少許多。

2.4 高分辨率、多角度的影像

無人機(jī)搭載的數(shù)碼成像設(shè)備都是一些新型、高精度的設(shè)備，能夠從多個(gè)方向進(jìn)行攝影成像，例如從垂直角度、傾斜角度和水平角度等。無人機(jī)在進(jìn)行測(cè)量時(shí)，能夠在航拍地點(diǎn)從多個(gè)尺度與角度進(jìn)行拍攝，解決了建筑物的遮擋問題，從而使得測(cè)量的精度更高，而傳統(tǒng)的單一角度拍攝很難做到這一點(diǎn)。

3 無人機(jī)遙感技術(shù)在測(cè)量測(cè)繪中的應(yīng)用

3.1 進(jìn)行無人機(jī)的航空拍攝

通常無人機(jī)搭載的設(shè)備有輕型光學(xué)相機(jī)、高分辨率CCD數(shù)碼相機(jī)、激光掃描儀等，這些拍攝設(shè)備能夠做到精細(xì)化。另外，無人機(jī)內(nèi)部還裝有其他設(shè)備，即微型的計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)，這個(gè)微型的計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)能夠?qū)呙?、拍攝的圖像進(jìn)行初步的處理和加工，暫存處理后的數(shù)據(jù)與圖像。

3.2 進(jìn)行數(shù)據(jù)采集工作

無人機(jī)數(shù)據(jù)采集工作根據(jù)采集主體的不同，通常分為兩種，一種是手動(dòng)采集，另一種是自動(dòng)加密部分[2]。手動(dòng)采集主要是利用計(jì)算機(jī)的遠(yuǎn)程控制技術(shù)，工作人員在基站內(nèi)根據(jù)實(shí)際的采集需求，操作無人機(jī)進(jìn)行有選擇的拍攝，獲取所需的信息與數(shù)據(jù)；自動(dòng)加密則是無人機(jī)內(nèi)部控制系統(tǒng)的一種自我保護(hù)機(jī)制，在收集到所需信息與數(shù)據(jù)后，無人機(jī)的傳感器和拍攝設(shè)備能夠做到將信息暫存到機(jī)器內(nèi)部，同時(shí)為了保證數(shù)據(jù)的安全，會(huì)將存儲(chǔ)器進(jìn)行加密。工作人員想要獲取內(nèi)部信息，就需要獲得相應(yīng)的訪問權(quán)限，這種自動(dòng)加密技術(shù)的使用，極大提高了數(shù)據(jù)的安全性與質(zhì)量的可靠性。

3.3 進(jìn)行數(shù)據(jù)處理工作

與傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理工作相比，無人機(jī)的數(shù)據(jù)處理效率和質(zhì)量有著極大的優(yōu)勢(shì)，比如，礦山的面積相對(duì)較大且極易導(dǎo)致污染問題，而傳統(tǒng)的礦山整治管理缺乏指導(dǎo)，使得污染的整治效果不盡理想。但通過無人機(jī)遙感技術(shù)，能夠快速獲取礦山周圍的生態(tài)破壞情況，及時(shí)給礦山的整治工作帶來詳細(xì)的數(shù)據(jù)信息，方便針對(duì)性整治措施的制定。

3.4 在突發(fā)事件處理中的應(yīng)用

無人機(jī)遙感技術(shù)在測(cè)量中往往會(huì)遇到突發(fā)事件，例如地震災(zāi)害等。在突發(fā)事件的測(cè)量中，不能采取常規(guī)的方法進(jìn)行測(cè)量工作，常規(guī)的測(cè)量方法周期較長(zhǎng)，無法做到實(shí)時(shí)監(jiān)控。2008年，汶川發(fā)生地震，由于地震災(zāi)區(qū)在山區(qū)，周圍環(huán)境較為惡劣，天氣多變，主要是陰天或雨天，如果利用載人航空遙感系統(tǒng)衛(wèi)星遙感技術(shù)無法對(duì)災(zāi)區(qū)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，無法獲取災(zāi)區(qū)的實(shí)時(shí)影像，不利于救災(zāi)工作的順利開展,而無人機(jī)遙感技術(shù)可以避免以上問題，無人機(jī)能夠迅速進(jìn)入災(zāi)區(qū)，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，做到有效評(píng)估汶川當(dāng)?shù)氐姆课萏闆r以及道路的損害情況，為后續(xù)的救災(zāi)工作提供大力的幫助。

3.5 在特殊目標(biāo)獲取方面的應(yīng)用

無人機(jī)遙感技術(shù)能夠?qū)μ厥饽繕?biāo)進(jìn)行信息、數(shù)據(jù)的獲取，主要用于軍事方面測(cè)繪目標(biāo)的獲取。例如某單位在制作大比例尺的地形圖時(shí)，針對(duì)本地區(qū)的特殊目標(biāo)——清真寺需要獲取詳細(xì)、清晰的數(shù)據(jù)、影像資料，但由于清真寺較小，利用傳統(tǒng)的航拍技術(shù)難以獲取精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)信息。利用無人機(jī)遙感技術(shù)能夠準(zhǔn)確獲取該特殊目標(biāo)的數(shù)據(jù)信息，并且所獲取的影像資料精準(zhǔn)度高、位置準(zhǔn)確，促進(jìn)了大比例尺圖幅的成圖快速技術(shù)，節(jié)省了大量的人力、物力和財(cái)力。

4 結(jié)語

隨著時(shí)代的發(fā)展，傳統(tǒng)的測(cè)量技術(shù)必將被新的測(cè)量技術(shù)所取代。因此，相關(guān)部門和工作人員要加強(qiáng)對(duì)無人機(jī)遙感技術(shù)的重視程度，并提高測(cè)繪工作的效率，充分發(fā)揮無人機(jī)遙感技術(shù)的積極作用。

【1】堯志剛.論無人機(jī)遙感技術(shù)在測(cè)繪工程測(cè)量中的應(yīng)用[J].住宅與房地產(chǎn)，2016(18):256.

【2】陳新.試論無人機(jī)遙感技術(shù)在測(cè)繪工程測(cè)量中的應(yīng)用[J].綠色環(huán)保建材，2016(8):152.

Application of UAV Remote Sensing Technology in Surveying and Mapping Engineering

LIU Zhen-yu
(The Third Surveying and Mapping Institute of Anhui Province,Hefei 230031,China)

With the development of unmanned aerial vehicle(UAV)technology,UAV surveying plays an important role in remote sensing mapping.It can realize a series of operations,such as information collection,data feedback and image processing.The UAV remote sensing technology has many advantages,and has a wide range of applications prospect.This paper analyzes the advantages of UAV remote sensing technology,and discusses its application in surveying and mapping engineering.

unmanned aerial vehicle remote sensing technology;surveying and mapping engineering;measurement;application analysis

P237

A

1007-9467（2016）11-181-02

2016-10-17

劉振宇(1972～)，男，安徽太和人，高級(jí)工程師，從事測(cè)繪成果質(zhì)量檢驗(yàn)和技術(shù)管理研究。