淺析無(wú)人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)在工程測(cè)繪中的應(yīng)用

唐朝林 張維維 龍一

摘要：與傳統(tǒng)的飛行器相比，無(wú)人機(jī)具備靈活性好、操作簡(jiǎn)單、成本低廉等特點(diǎn)。因此，也推動(dòng)了我國(guó)工程測(cè)繪行業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步。下文就我國(guó)無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀、優(yōu)勢(shì)和不足以及在工程測(cè)繪中的應(yīng)用做了簡(jiǎn)單分析。

關(guān)鍵詞：無(wú)人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)；工程測(cè)繪；應(yīng)用

中圖分類號(hào)：P2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1引言

無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)從概念上來(lái)講是通過先進(jìn)的遙感傳感技術(shù)、GPS差分定位技術(shù)、無(wú)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)等先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)多種空間的遙感信息，并且保證其自動(dòng)化、智能化和專用化。目前，已經(jīng)在實(shí)際的測(cè)量工作中比如獲取自然環(huán)境信息、地震災(zāi)區(qū)信息、國(guó)土資源等方面被大規(guī)模的使用，是我國(guó)重要的遙感技術(shù)之一【1】。

2無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)的優(yōu)勢(shì)2.1安全性和可靠性

測(cè)繪部門通過采用遙感技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)無(wú)人機(jī)的良好控制，從而使無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)可以參與到測(cè)繪技術(shù)的多種研究中來(lái)。利用計(jì)算機(jī)技術(shù)和圖像攝影技術(shù)進(jìn)行相關(guān)的測(cè)繪測(cè)量工作，并且不再需要飛機(jī)駕駛員和地質(zhì)科研人員真正登上飛機(jī)才能工作，解放了人力、物力，同時(shí)保證了測(cè)量工作的安全性和可靠性。

2.2節(jié)約了測(cè)繪信息數(shù)據(jù)的處理經(jīng)費(fèi)

無(wú)人機(jī)的航測(cè)系統(tǒng)如圖1所示，其控制方法比普通的航拍飛機(jī)更為簡(jiǎn)單，而且，無(wú)人機(jī)的造價(jià)也要比普通的航拍飛機(jī)少5倍左右，大大的節(jié)約了測(cè)繪信息數(shù)據(jù)的處理經(jīng)費(fèi)。同時(shí)，無(wú)人機(jī)在實(shí)際的工作過程中，飛機(jī)駕駛員只需要在地面上利用相關(guān)的遙感系統(tǒng)就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)無(wú)人機(jī)的操控，降低了對(duì)飛機(jī)駕駛員的技術(shù)要求，也縮短了駕駛員的工作時(shí)間，相對(duì)的節(jié)省了人力成本。另外，無(wú)人機(jī)在構(gòu)造上一般使用的是碳纖維復(fù)合材料，其質(zhì)量較輕，在后期的維護(hù)和保養(yǎng)上也相對(duì)容易。而且，由于無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)是一種新型的技術(shù)，其搭載的影像處理設(shè)備也相對(duì)較好，對(duì)于數(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。2.3無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)成像更加清晰、全面

從圖1也可以看出，無(wú)人機(jī)的成像設(shè)備也都是新時(shí)代下的精密設(shè)備，因此，成像的角度更加全面。通過垂直角度、傾斜角度和水平角度等，使得無(wú)人機(jī)在進(jìn)行測(cè)繪信息的測(cè)量時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)方向的攝影成像，解決了我國(guó)傳統(tǒng)的航拍技術(shù)在拍攝時(shí)的遮擋問題，在一定意義上也增加了測(cè)量的準(zhǔn)確性。

3無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)的缺陷

無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)的缺陷主要體現(xiàn)在以下三個(gè)方面：第一，上文也提到了無(wú)人機(jī)的材質(zhì)是碳纖維復(fù)合材料，使得無(wú)人機(jī)的機(jī)體很輕，雖然節(jié)約了無(wú)人機(jī)的成本，但是也造成了無(wú)人機(jī)在飛行過程中不穩(wěn)定的缺陷。一旦飛機(jī)的飛行高度增加，受到高空風(fēng)力的阻擋，就會(huì)造成飛行的不穩(wěn)定，從而導(dǎo)致成像模糊；第二，我國(guó)的傳感器控制系統(tǒng)還不夠完善，無(wú)人機(jī)受到傳感器的影響，一般的無(wú)人機(jī)在監(jiān)測(cè)工作中通常難以獲取精度較高的圖像信息，使得大比尺的測(cè)繪要求無(wú)法實(shí)現(xiàn)；第三，無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)過多的依賴通訊技術(shù)，通常是由相關(guān)的技術(shù)人員通過傳感器傳遞信號(hào)來(lái)進(jìn)行工作的，導(dǎo)致，無(wú)人機(jī)在控制上過多的仰仗通訊系統(tǒng)，一旦通訊系統(tǒng)崩潰，將直接造成無(wú)人機(jī)的安全問題

4無(wú)人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)在工程測(cè)繪中的應(yīng)用4.1無(wú)人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)獲取測(cè)繪影像資料

無(wú)人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)在進(jìn)行數(shù)據(jù)管理工作時(shí)，要選取切實(shí)有效的飛行平臺(tái)，并且結(jié)合地形選擇相關(guān)結(jié)構(gòu)，使得影像資料的獲取和管理符合實(shí)際要求。并且針對(duì)飛行懸偏角和相關(guān)像幅進(jìn)行整合，確保影像資料的獲取更加便利，可以借助空中三角測(cè)量技術(shù)，對(duì)攝像過程進(jìn)行整合和及時(shí)糾正，確保測(cè)量管理效果和數(shù)據(jù)完整性符合標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，要利用無(wú)人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)對(duì)信息進(jìn)行及時(shí)的收集和整理，保證管理效果，為后續(xù)工作的系統(tǒng)化開展奠定基礎(chǔ)。測(cè)繪人員要控制相關(guān)參數(shù)，尤其是控制曝光延遲時(shí)間，確保拍攝補(bǔ)償以及轉(zhuǎn)彎緩沖過程的完整性。

4.2無(wú)人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)獲取測(cè)繪數(shù)據(jù)

無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)在進(jìn)行數(shù)據(jù)的收集和處理時(shí)，具體流程如圖2。首先，對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集和整理，并且利用自動(dòng)機(jī)制或者是手動(dòng)機(jī)制進(jìn)行系統(tǒng)化的設(shè)計(jì)處理，通過兩者的結(jié)合來(lái)提高無(wú)人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)的測(cè)量水平；其次，就是能對(duì)信息進(jìn)行優(yōu)化審核，去掉不合格的參數(shù)和相關(guān)數(shù)據(jù)，保證數(shù)據(jù)的有效性和準(zhǔn)確性，同時(shí)，建立系統(tǒng)化的處理機(jī)制，促進(jìn)管控效果和處理水平得以全面升級(jí)；最后，在結(jié)果控制過程中，要重視定向操作，優(yōu)化整合機(jī)制和遙感技術(shù)的管理效果，為后續(xù)操作的完善提供保障。另外，無(wú)人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)還可以對(duì)項(xiàng)目航線進(jìn)行處理，整合航線，完善操作流程。例如，某工程測(cè)繪單位在對(duì)礦山地區(qū)進(jìn)行測(cè)繪時(shí)，借助無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)對(duì)礦山資源分布進(jìn)行了仔細(xì)排查。在實(shí)際測(cè)量中，借助無(wú)人機(jī)靈活度高的特點(diǎn)，技術(shù)人員根據(jù)礦山地區(qū)的地貌特點(diǎn)調(diào)整無(wú)人機(jī)飛行高度，幫助測(cè)繪單位收集到更準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)完成采集后，系統(tǒng)借助算法對(duì)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，不僅可以提高數(shù)據(jù)分析結(jié)果精準(zhǔn)度，而且可以提高數(shù)據(jù)分析效率。

4.3無(wú)人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)獲取拍攝數(shù)據(jù)

無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)相對(duì)于傳統(tǒng)的航拍技術(shù)最主要的優(yōu)勢(shì)就是可以實(shí)現(xiàn)對(duì)樹木信息和影像的整合，確保飛行角度及處理效果符合標(biāo)準(zhǔn)，也能借助俯仰角和旋轉(zhuǎn)角對(duì)其影像的疊加度進(jìn)行控制，保證數(shù)據(jù)完整性的同時(shí)，提高數(shù)據(jù)處理的整體水平。相關(guān)的測(cè)繪人員在對(duì)變焦鏡頭進(jìn)行系統(tǒng)化標(biāo)定時(shí)，還要集中整合相關(guān)參數(shù)，同時(shí)，對(duì)標(biāo)定結(jié)果進(jìn)行系統(tǒng)化的分析研究，再結(jié)合實(shí)際測(cè)量機(jī)制提升控制效果，有效尋找不同焦段上相機(jī)內(nèi)參數(shù)及畸變參數(shù)與焦距之間的內(nèi)在關(guān)系，建構(gòu)系統(tǒng)化的處理模型。另外，在有效得到變焦相機(jī)快速標(biāo)定和畸變改正方法后，測(cè)繪人員還應(yīng)該做到靈活變通，合理的處理不同問題，確保相關(guān)操作能充分利用相機(jī)的變焦功能，從根本上優(yōu)化技術(shù)的測(cè)量效果。4.4無(wú)人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)實(shí)現(xiàn)低空作業(yè)

無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)在實(shí)際的操作過程中，可以針對(duì)不穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)和云層進(jìn)行分析和研究，并且利用相關(guān)的測(cè)量機(jī)制和控制手段來(lái)維護(hù)項(xiàng)目的運(yùn)行情況，從而發(fā)揮出遙感技術(shù)的最大作用，提高工程測(cè)量的效率，滿足測(cè)量要求，測(cè)量工作的低空作業(yè)。因此，在我國(guó)的城市建設(shè)測(cè)繪項(xiàng)目以及資源環(huán)境監(jiān)測(cè)項(xiàng)目中廣泛的應(yīng)用無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)，有利于提高成像系統(tǒng)整體質(zhì)量，保證測(cè)繪信息的數(shù)據(jù)處理。

5結(jié)束語(yǔ)

總而言之，無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)在工程測(cè)繪中被廣泛使用，因此，我國(guó)的測(cè)繪部門應(yīng)該加大對(duì)無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)的投入，不斷改進(jìn)無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)的缺陷，最大程度的提高工程測(cè)繪工作的效率，為我國(guó)工程測(cè)繪的長(zhǎng)久發(fā)展保駕護(hù)航。

參考文獻(xiàn)

[1]黃文前.工程測(cè)繪中無(wú)人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)的運(yùn)用初探[J].居舍，（10）：175.

（作者單位：貴州蘭誠(chéng)碩測(cè)繪有限責(zé)任公司）