測(cè)繪工程測(cè)量中的無人機(jī)遙感技術(shù)探究

陳 欣

（福建省地質(zhì)調(diào)查研究院，福建 福州 350012）

0 引言

在社會(huì)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的大環(huán)境下，我國(guó)各類工程數(shù)量及規(guī)模都在不斷擴(kuò)大，其中用到的現(xiàn)代科技也越來越豐富。在如今的各類工程建設(shè)中，測(cè)繪、測(cè)量工作必不可少，是優(yōu)化工程設(shè)計(jì)、提升工程施工質(zhì)量和安全性的關(guān)鍵。而傳統(tǒng)純?nèi)斯y(cè)繪的方式費(fèi)時(shí)費(fèi)力，在諸如隧道、橋梁這類施工環(huán)境復(fù)雜的大型工程當(dāng)中，人工測(cè)繪面臨著難度高、危險(xiǎn)性大的問題。因此，在測(cè)繪工程測(cè)量工作中對(duì)無人機(jī)遙感技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用研究，是十分有必要的。

1 無人機(jī)遙感技術(shù)概述

無人機(jī)遙感技術(shù)是無人機(jī)技術(shù)和遙感技術(shù)的結(jié)合，由技術(shù)人員操控?zé)o人機(jī)飛行器深入復(fù)雜環(huán)境中的各個(gè)位置，利用遙感技術(shù)探測(cè)和收集相關(guān)位置的各類環(huán)境數(shù)據(jù)信息。該技術(shù)系統(tǒng)的構(gòu)成除了無人機(jī)飛行器設(shè)備以外，還包括數(shù)碼傳感器、遙感平臺(tái)、數(shù)據(jù)處理器及導(dǎo)航系統(tǒng)，無人機(jī)飛行器通過低空飛行，對(duì)相關(guān)區(qū)域各類環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和實(shí)時(shí)上傳。無人機(jī)遙感技術(shù)的數(shù)據(jù)傳輸具有極高的時(shí)效性，上傳的影像資料分辨率高。該技術(shù)主要應(yīng)用于地形勘察、環(huán)境監(jiān)測(cè)、資源勘探以及應(yīng)急救災(zāi)等領(lǐng)域，尤其在野外工程建設(shè)的環(huán)境監(jiān)測(cè)方面有極高的應(yīng)用價(jià)值。無人機(jī)遙感技術(shù)擁有操作簡(jiǎn)單、數(shù)據(jù)信息準(zhǔn)確、成本低的特點(diǎn)，具有很好的經(jīng)濟(jì)效益[1]。

在測(cè)繪工程測(cè)量當(dāng)中，用到的無人機(jī)飛行器類型主要包括多旋翼式、固定翼式、傘翼式、飛艇式以及無人直升機(jī)等。這些不同類型的無人機(jī)主要應(yīng)用于不同的測(cè)繪環(huán)境和需求，技術(shù)工程師通過靈活的使用，可以很大程度上提高測(cè)繪工程測(cè)量精準(zhǔn)度、全面性，為后續(xù)工程的設(shè)計(jì)建設(shè)打下可靠的基礎(chǔ)。

2 在測(cè)繪工程測(cè)量中使用無人機(jī)遙感技術(shù)的優(yōu)勢(shì)和意義

2.1 測(cè)量效率高

無人機(jī)遙感技術(shù)用于收集環(huán)境信息數(shù)據(jù)的是無人機(jī)飛行器，隨著如今微型無人機(jī)技術(shù)不斷提升，無人機(jī)飛行器的飛行速度越來越快。加上無人機(jī)飛行器越來越強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力，其可以在多種環(huán)境條件下快速測(cè)量、收集并上傳數(shù)據(jù)[2]。另外，無人機(jī)可以在較大的范圍內(nèi)靈活采用不同的飛行高度，對(duì)多個(gè)測(cè)量點(diǎn)進(jìn)行同步測(cè)量。當(dāng)然，這種靈活性也表現(xiàn)在其應(yīng)對(duì)各類突發(fā)狀況和環(huán)境變化情況方面，兼顧了測(cè)量效率和質(zhì)量。

2.2 測(cè)量尺度大

在測(cè)繪工程測(cè)量工作開展期間，很對(duì)不同的測(cè)繪范圍選取的方法有所不同，同時(shí)檢測(cè)結(jié)果也有所差異。通常情況下，測(cè)繪范圍越大，傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)的測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確性越差。尤其是如今我國(guó)工程建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，很多工程都位于環(huán)境復(fù)雜的野外，測(cè)繪面積更是越來越大，傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)無法很好的保證準(zhǔn)確性。而無人機(jī)遙感技術(shù)可以借助無人機(jī)到達(dá)人員無法達(dá)到的位置，并且從多個(gè)角度測(cè)量收集環(huán)境數(shù)據(jù)。而無人機(jī)遙感技術(shù)的靈活性也意味著可以在較大的測(cè)繪范圍內(nèi)按照需求分區(qū)域測(cè)量，得出更完整、更詳細(xì)的數(shù)據(jù)。

2.3 信息處理高效

傳統(tǒng)的測(cè)繪工程測(cè)量技術(shù)，在收集到各類環(huán)境信息數(shù)據(jù)之后，還需要通過人工分析，或是人工錄入計(jì)算機(jī)分析的方式進(jìn)行使用，效率極低。在如今工程建設(shè)進(jìn)度要求越來越高的情況下，現(xiàn)在傳統(tǒng)方式的弊端不斷被擴(kuò)大。無人機(jī)遙感技術(shù)在檢測(cè)到所需數(shù)據(jù)之后會(huì)實(shí)時(shí)上傳，而另一端技術(shù)人員可以利用成熟的計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，再按照使用要求進(jìn)行分析。顯然，實(shí)時(shí)性更強(qiáng)、同步性更佳的無人機(jī)遙感技術(shù)對(duì)信息處理的效率更高[3]。

2.4 系統(tǒng)兼容性和適用性好

傳統(tǒng)的測(cè)繪工程測(cè)量技術(shù)在系統(tǒng)本身的兼容性方面存在一定的局限性，尤其是技術(shù)人員在獲取環(huán)境數(shù)據(jù)信息之后還需要進(jìn)行數(shù)據(jù)整理、轉(zhuǎn)化，才能進(jìn)行分析和使用，效率較低。而無人機(jī)遙感技術(shù)系統(tǒng)可以與多種環(huán)境勘測(cè)、工程應(yīng)用系統(tǒng)兼容，免去了大量復(fù)雜的中間環(huán)節(jié)。從實(shí)際使用的角度來講，傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)對(duì)檢測(cè)環(huán)境和對(duì)象有較高的要求，很多復(fù)雜的環(huán)境當(dāng)中甚至無法有效完成測(cè)量工作。而無人機(jī)遙感技術(shù)利用無人機(jī)技術(shù)的靈活性，以及遙感技術(shù)的高覆蓋性，可以適配多種檢測(cè)環(huán)境，進(jìn)而滿足當(dāng)今大量野外測(cè)繪項(xiàng)目的檢測(cè)需求。

3 測(cè)繪工程測(cè)量中無人機(jī)遙感技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)

3.1 在惡劣環(huán)境條件下進(jìn)行測(cè)量

我國(guó)目前各個(gè)地區(qū)的建設(shè)工作正在如火如荼地開展著，大量大型工程項(xiàng)目提上日程，而工程前期勘測(cè)階段十分重要。往往這些大型工程初期勘測(cè)階段面臨的環(huán)境是十分復(fù)雜的，主要表現(xiàn)在氣候不穩(wěn)定、地勢(shì)起伏大、環(huán)境復(fù)雜等，同時(shí)測(cè)繪人員還面臨著生態(tài)保護(hù)政策的限制。針對(duì)復(fù)雜的測(cè)繪環(huán)境，利用無人機(jī)遙感技術(shù)，可以將無人機(jī)送至人員無法到達(dá)的位置，從空中對(duì)各個(gè)位置進(jìn)行精確測(cè)量[4]。在使用中，技術(shù)人員要對(duì)無人機(jī)進(jìn)行靈活操控，利用無人機(jī)攝像頭監(jiān)測(cè)到的實(shí)時(shí)畫面，規(guī)避可能對(duì)無人機(jī)產(chǎn)生干擾的環(huán)境因素，再利用實(shí)時(shí)視頻以及無人機(jī)上的傳感器收集各類環(huán)境數(shù)據(jù)。另外需要注意的是，采用無人機(jī)遙感技術(shù)時(shí)，要大體明確相關(guān)地區(qū)環(huán)境特點(diǎn)，基于對(duì)無人機(jī)設(shè)備性能、抗干擾能力以及環(huán)境適應(yīng)力的了解，做好測(cè)繪計(jì)劃，更好的完成測(cè)繪工作。

3.2 在突發(fā)事件中進(jìn)行測(cè)量

我國(guó)各地地質(zhì)條件和氣候環(huán)境都十分復(fù)雜，地震、泥石流、山體滑坡等自然災(zāi)害嚴(yán)重威脅人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。為此，針對(duì)應(yīng)對(duì)突發(fā)事件的測(cè)繪工程測(cè)量工作十分重要。一方面，利用無人機(jī)遙感技術(shù)，可以對(duì)地質(zhì)活動(dòng)頻繁、氣候不穩(wěn)定的地區(qū)進(jìn)行多次測(cè)量，繪制當(dāng)?shù)氐匦巫兓厔?shì)圖，便于對(duì)可能發(fā)生的自然災(zāi)害進(jìn)行預(yù)測(cè)。同時(shí)，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)地質(zhì)結(jié)構(gòu)隱患，便于相關(guān)防災(zāi)救災(zāi)部門做好充分的準(zhǔn)備。另一方面，在自然災(zāi)害發(fā)生之后，利用無人機(jī)遙感技術(shù)可以迅速到達(dá)災(zāi)區(qū)腹地，第一時(shí)間了解此處的地質(zhì)、地貌、環(huán)境特點(diǎn)，為救災(zāi)工作提供重要的信息。

3.3 城市規(guī)劃中的應(yīng)用

如今城市化水平不斷提高，城市建筑工程、市政工程的建設(shè)，以及舊城改造、新城建設(shè)方面，都需要進(jìn)行全面細(xì)致的測(cè)繪測(cè)量，以便滿足城市長(zhǎng)遠(yuǎn)穩(wěn)定發(fā)展的需要。在這方面，利用無人機(jī)遙感技術(shù)，可以從更大的區(qū)域?qū)Τ鞘械匦?、水文、環(huán)境進(jìn)行精確測(cè)量，再利用計(jì)算機(jī)軟件制作可視化的三維模擬圖，為城市規(guī)劃和建設(shè)提供重要的信息依據(jù)[5]。例如，通過對(duì)整個(gè)城市乃至周邊區(qū)域的整體地形、地貌進(jìn)行測(cè)繪，結(jié)合當(dāng)?shù)貧夂蛱攸c(diǎn)，可以對(duì)城市的工業(yè)區(qū)、居住區(qū)等進(jìn)行合理劃分，一方面滿足城市經(jīng)濟(jì)和工業(yè)發(fā)展的需要，另一方面給市民提供安靜、舒適、健康的生活環(huán)境。

4 結(jié)束語

綜上所述，隨著如今社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷加快，各類工程建設(shè)數(shù)量、規(guī)模都在不斷提升，測(cè)繪工程測(cè)量工作擔(dān)當(dāng)重任。在傳統(tǒng)測(cè)繪測(cè)量技術(shù)局限性越來越大的情況下，新興的無人機(jī)遙感技術(shù)憑借高效性、靈活性、全面性和準(zhǔn)確性等特點(diǎn)，在各種環(huán)境的測(cè)繪工程測(cè)量工作中大放異彩。為此，相關(guān)企業(yè)和技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)深入研究無人機(jī)遙感技術(shù)，通過在各種測(cè)繪環(huán)境下靈活使用該技術(shù)，提高測(cè)量數(shù)據(jù)信息精準(zhǔn)性和價(jià)值，為工程建設(shè)、城市規(guī)劃建設(shè)、防災(zāi)救災(zāi)等領(lǐng)域做出重要的貢獻(xiàn)。