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    測繪工程測量中無人機遙感技術(shù)運用探討

    2019-09-09 08:51:42陳超
    中國科技縱橫 2019年13期
    關(guān)鍵詞:無人機遙感技術(shù)運用

    摘 要:無人機遙感技術(shù)是一種利用無線電遙控設(shè)備及加載好的程序控制裝置獲取測繪信息的現(xiàn)代化測繪技術(shù),具有經(jīng)濟適用性好、測繪效率高、測繪數(shù)據(jù)時效性強且準確度高的優(yōu)點,被廣泛應(yīng)用于測繪工程測量中,比如說復(fù)雜環(huán)境下的測繪作業(yè),以及現(xiàn)代化礦山建設(shè)、自然災(zāi)害救援中。技術(shù)應(yīng)用過程中,需按照像控點布設(shè)、相機檢校、航線設(shè)計、航空攝影、高精度加密計算、內(nèi)業(yè)測圖和外業(yè)測繪的程序作業(yè)。

    關(guān)鍵詞:測繪工程測量;無人機遙感技術(shù);運用

    中圖分類號:P237 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:1671-2064(2019)13-0135-02

    所謂測繪工程,是指利用現(xiàn)代化測繪技術(shù),測定地球及其他行星形狀、大小、重力場的項目,研究、測繪對象包括地物、地貌及地下的地質(zhì)構(gòu)造、水文、礦產(chǎn)等[1]。一般情況下,測繪工程可獲取表面的地物、地形在水平面上的投影位置及高程等信息,再按照一定比例縮小繪制成地形圖,標(biāo)注上相關(guān)的符號及注記的工作,項目成果包括我們常見的地圖、旅游線路圖等[2]。測繪工程測量受測繪技術(shù)的影響比較大,采用現(xiàn)代化的先進科學(xué)技術(shù),比如說無人機遙感技術(shù),可有效提升工作效率及治療。無人機遙感技術(shù)具有經(jīng)濟適用性好、測繪效率高、測繪數(shù)據(jù)時效性強且準確度高的優(yōu)點,且隨著相關(guān)核心技術(shù)的發(fā)展,其攝影角度愈加豐富,借助無人機三維傾斜攝影技術(shù),測繪人員可獲取垂直及傾斜等多個方位的地標(biāo)物影像,自動生成三維地理信息模型,實現(xiàn)對于測繪工程區(qū)域的立體、動態(tài)化監(jiān)測。

    1 無人機遙感技術(shù)概述

    無人機遙感技術(shù)是利用無線電遙控設(shè)備及加載好的程序控制裝置獲取測繪信息的一項技術(shù)。從系統(tǒng)框架上來說,無人機遙感技術(shù)系統(tǒng)主要由無人機飛行平臺、具有飛行控制和任務(wù)設(shè)備管理功能的飛行控制系統(tǒng)、攝影傳感器、地面控制系統(tǒng)組成,在進行測繪工程測量時,作業(yè)人員一般會選擇固定翼無人機和EOS 5DMarkⅡ攝影傳感器[3]。

    應(yīng)用無人機遙感技術(shù)進行測繪工程測量,可通過垂直及傾斜等多個角度采集遙感影像,獲取完整、真實的地標(biāo)物信息。相比于傳統(tǒng)的測繪技術(shù)來說,無人機遙感技術(shù)具有以下幾個優(yōu)勢點:(1)周期短,靈活度高。無人機是一種可遠程控制的現(xiàn)代化測繪設(shè)備,飛行器內(nèi)無需人員操控,可深入地形險峻地段,對于起飛、降落地點可苛刻要求,飛行時受到外界影響較小,可隨時出發(fā)執(zhí)行任務(wù),且其工作效率高,每周可監(jiān)測面積達到了2100平方公里,獲取清晰圖像數(shù)據(jù)會直接處理,并將結(jié)果傳輸至管理基地,大大節(jié)省人力、時間成本;(2)飛行航線固定,成本低。在執(zhí)行測繪工程測量工作前,技術(shù)人員會根據(jù)目標(biāo)區(qū)域信息設(shè)計飛行航線,并設(shè)置無人機的飛行高度、角度乃至姿勢,可控性強,自動化程度高,能夠有效保證其工作成效,而且,無人機造價低,運行成本低,維護措施簡單;(3)分辨率高,數(shù)據(jù)準確。無人機上攜帶的數(shù)碼相機、彩色數(shù)字攝影機等設(shè)備,都是高精密型數(shù)碼成像式器材,具備垂直、傾斜攝影功能,以及低空捕捉地標(biāo)物多角度影像的能力,近景航拍精度可達亞米級,所獲取的全方位數(shù)字正射影像圖清晰直觀,能夠確保地圖元素的完整性,確保數(shù)據(jù)的準確性及精準度。

    2 測繪工程測量中無人機遙感技術(shù)的運用流程

    2.1 像控點布設(shè)與相機檢校

    在測繪工程測量中,應(yīng)用無人機遙感技術(shù),首要程序是布設(shè)像片控制點,在這項工作中,可直接加密攝影測量的控制點,也可根據(jù)測圖需求在實地布設(shè)控制點。有學(xué)者經(jīng)研究發(fā)現(xiàn),在采取區(qū)域網(wǎng)布點額時候,應(yīng)該設(shè)置2條航線,設(shè)置12條平高點布設(shè)基線,且在各條航線上設(shè)置高程控制點,并分別布設(shè)5條基線。像控點布設(shè)完成后,全面檢校無人機上攜帶的各類相機,確保各項功能正常,攝像清晰,能夠獲得分辨率達標(biāo)的全方位影響。

    2.2 航空攝影

    在無人機航測工作開展過程中,首先,應(yīng)該設(shè)計好航線,根據(jù)現(xiàn)有的待測地區(qū)信息,包括大致地形信息,例如山峰、水域、建筑、軍事設(shè)施等地形要素的分布情況,工作時的風(fēng)力風(fēng)向、降雨、起霧、云系高度,光照強度等信息,制定科學(xué)合理的航線,并設(shè)置在不同位置時相機的焦距、像幅;其次,在規(guī)定工作期限內(nèi),選擇一個天氣晴朗、風(fēng)阻低、云霧少、大氣透明度高且無塵沙飛揚的天氣,進行航空攝影,不過在工作時間設(shè)置上,還需根據(jù)不同區(qū)域的地形條件,根據(jù)規(guī)定的太陽高度角來細化[4]。

    2.3 高精度加密計算

    將無人機傳輸回來的影像數(shù)據(jù)、像片控點數(shù)據(jù)等集中在一起,進行預(yù)處理后,再導(dǎo)入INPHON軟件主模塊中,進行空中三角測量,應(yīng)用OrthoVista模塊、SeamEditor等,糾正單片,拼接影像并生成正射影像成果,在這一過程中,可應(yīng)用自檢校的平差方式,來消除地球曲率、大氣折光造成的數(shù)據(jù)誤差,確保結(jié)果準確性。此外,測繪人員可將測繪所獲影像和數(shù)據(jù)導(dǎo)入ContextCapture center軟件中,提交任務(wù)進行三角測量解算,合理設(shè)置各項參數(shù)及像控點刺點位置,根據(jù)作業(yè)目標(biāo)選擇建模的區(qū)域、精度及格式,進行實景三維建模[5]。

    2.4 內(nèi)業(yè)測圖和外業(yè)測繪

    展開內(nèi)業(yè)測圖工作時,以像控點為依據(jù),利用空中三角測量計算出測圖的控制點、平面坐標(biāo)、高程,再根據(jù)實際情況調(diào)整測量方案,在遇到植被覆蓋的地區(qū),應(yīng)該進行補測,根據(jù)植物高度調(diào)修正繪圖數(shù)據(jù),遇到電纜、建筑等獨立物體,應(yīng)該進行精確化測量,并利用計算機軟件制作格式地圖。外業(yè)測繪在實際打印的地圖上進行,作業(yè)人員需嚴格按照國家測繪工程測量標(biāo)準,修正、調(diào)整測量結(jié)果,全面保障結(jié)果準確度,再以統(tǒng)一標(biāo)準,標(biāo)注電纜、通信線路、轉(zhuǎn)折點等,標(biāo)明公路等級、寬度、類型,在準確的位置繪制橋梁、涵洞等構(gòu)筑物,確保各地標(biāo)物的誤差不超過0.5米。

    3 測繪工程測量中無人機遙感技術(shù)的具體運用

    3.1 復(fù)雜環(huán)境下的應(yīng)用

    在測繪工程中,難免會遇到一些復(fù)雜的測量作業(yè)環(huán)境,如若采用人工作業(yè)的方式,風(fēng)險大且效率低,無法獲得令人滿意的結(jié)果。應(yīng)用無人機遙感技術(shù),能夠全面實現(xiàn)自然資源與空間的監(jiān)測,打破地理環(huán)境、氣候因素對于測量工作的限制,同時保障空間成像精度,確保數(shù)據(jù)的準確性[6]。無人機遙感技術(shù)具有極強的環(huán)境適應(yīng)性,可在單一模型中實現(xiàn)定向測量操作,能夠確保各個目標(biāo)區(qū)域信息采集的完整度、統(tǒng)一性及精確性,再采用多種加密方式處理信息,可有效保障地理信息的安全性。相較而言,無人機遙感技術(shù)是諸多現(xiàn)代化測繪技術(shù)中,對于人工作業(yè)要求最低的,因此也降低了人工作業(yè)成本,確保了作業(yè)的安全性,同時,由于無人機造價低的特點,整體花費較少,被廣泛應(yīng)用于復(fù)雜環(huán)境的測繪作業(yè)中。

    3.2 現(xiàn)代化礦山建設(shè)

    在礦山治理中,常常會應(yīng)用無人機遙感技術(shù)進行測繪作業(yè)。比如說,目前社會對于礦山建設(shè)提出了環(huán)保性上的要求,加強礦山環(huán)境治理,促進礦山生態(tài)環(huán)境恢復(fù),成為了目前礦山建設(shè)的主要任務(wù),借助無人機遙感技術(shù),通過無人機搭載多種傳感器,可獲取雷達、真彩色、多光譜等多種礦區(qū)遙感數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)傳輸至計算機經(jīng)相關(guān)軟件處理后,進行定性或定量分析,可獲取準確即時的信息,明確現(xiàn)階段礦山環(huán)境治理及恢復(fù)現(xiàn)狀,準確評估綠色礦山建設(shè)成果。此外,這項技術(shù)還可用于礦山管理與開發(fā)中,我國礦產(chǎn)開采技術(shù)相對落后,安全保障措施執(zhí)行不到位,開采方式不規(guī)范、缺乏開采規(guī)劃等問題普遍存在,造成了大量礦產(chǎn)資源的浪費,針對這種情況,政府借助無人機遙感技術(shù),可實現(xiàn)對于礦產(chǎn)開采情況的實時監(jiān)測,及時發(fā)現(xiàn)企業(yè)亂采、亂挖礦山的情況,獲取證據(jù),給予嚴懲[7]。

    3.3 自然災(zāi)害救援

    人類社會在發(fā)展過程中,做出了不少破壞自然環(huán)境的行為,這使得目前人類的生存環(huán)境愈發(fā)惡劣,洪災(zāi)、旱災(zāi)、地震、泥石流等自然災(zāi)害的發(fā)生愈加頻繁。自然災(zāi)害的發(fā)生,是不可避免的,但是人們應(yīng)該盡可能快地展開救援,提升救援效率,盡量減少災(zāi)害所致的人員傷亡與財產(chǎn)損失,盡快獲取災(zāi)區(qū)信息,進行災(zāi)后重建,降低自然災(zāi)害造成的不良影響。一般來說,在大型自然災(zāi)害發(fā)生后,災(zāi)區(qū)與外地的道路、通訊都會被阻斷,救援隊伍無法第一時間獲取災(zāi)情信息,影響到了救援工作的進行。無人機遙感技術(shù)能夠突破自然災(zāi)害對于信息的阻斷,迅速獲取災(zāi)區(qū)地形地貌信息,標(biāo)記受害者位置,獲取災(zāi)區(qū)影像,并在第一時間將這些信息傳輸至救援基地,救援團隊根據(jù)上述信息,可迅速制定救援方案,即刻展開救援,縮短受害者得到救援的時間,保障其生命安全。

    4 結(jié)語

    隨著社會的發(fā)展,在高新科技支持下,現(xiàn)代測繪技術(shù)體系在理論、技術(shù)上都得到了迅猛的發(fā)展,技術(shù)面貌日新月異,為測繪工程測量成效的全面提升提供了保障。測繪工程測量是目前社會建設(shè)中不可或缺的一項工作,無論是大型工程建設(shè),還是土地開發(fā)整頓,都是以測繪工作為基礎(chǔ)展開的,而且,其工作量一般比較大,工序復(fù)雜,如果依靠傳統(tǒng)的人工測量方法,工作周期長,效率低,無法保證數(shù)據(jù)的即時性及準確性。無人機遙感技術(shù)的研發(fā)運用,為測繪工程測量的現(xiàn)代化發(fā)展提供了技術(shù)支持,這項技術(shù)操作簡便,自動化程度高,無需人工操控,工作效率高,可在短時間內(nèi)獲取高分辨率圖像及精確度極高的數(shù)據(jù),且其機械設(shè)備及其維護成本均較低,對于測繪項目的低成本、科技化發(fā)展產(chǎn)生了積極的影響[8]。

    參考文獻

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