無(wú)人機(jī)技術(shù)在第三次全國(guó)國(guó)土調(diào)查工作中的應(yīng)用探討

申紅波　顧濤

摘 要：全國(guó)國(guó)土調(diào)查是一項(xiàng)涉及到我國(guó)國(guó)情和國(guó)力的重要調(diào)查工作，但由于我國(guó)幅員遼闊，地形地貌比較復(fù)雜，如果還沿用第一次和第二次全國(guó)國(guó)土調(diào)查時(shí)那種主要靠人力的調(diào)查方法，勢(shì)必會(huì)嚴(yán)重影響調(diào)查工作的效率。為了縮短調(diào)查周期，提高調(diào)查效率，在第三次全國(guó)國(guó)土調(diào)查中首次使用了無(wú)人機(jī)技術(shù)。本文就針對(duì)國(guó)土調(diào)查期間無(wú)人機(jī)技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行討論。

關(guān)鍵詞：全國(guó)國(guó)土調(diào)查;無(wú)人機(jī)技術(shù);應(yīng)用

引言

無(wú)人機(jī)技術(shù)是近些年來(lái)我國(guó)大力發(fā)展的技術(shù)，他能夠在調(diào)查、航測(cè)和監(jiān)控等方面發(fā)揮重要作用。而且由于其便于攜帶、自動(dòng)化程度高、成本較低、能夠適應(yīng)更多環(huán)境的特點(diǎn)，在我國(guó)很多領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。第三次全國(guó)國(guó)土調(diào)查中，無(wú)人機(jī)更是產(chǎn)生了巨大的作用。

1.無(wú)人機(jī)技術(shù)

1.1無(wú)人機(jī)技術(shù)的概念

顧名思義，無(wú)人機(jī)就是無(wú)人駕駛的飛機(jī)。HSC在2018年9月的會(huì)議中，正式將無(wú)人機(jī)列入“會(huì)飛的照相機(jī)”行列。無(wú)人機(jī)主要是聽(tīng)命于操縱平臺(tái)的指令，在指令覆蓋區(qū)域內(nèi)通過(guò)飛行完成相關(guān)任務(wù)。和傳統(tǒng)飛機(jī)相比，無(wú)人機(jī)更加輕巧，能夠在更危險(xiǎn)的環(huán)境中完成工作。而且由于其靈活性較高，在相對(duì)復(fù)雜的環(huán)境中也能完成對(duì)國(guó)土的調(diào)查工作。

1.2無(wú)人機(jī)常見(jiàn)種類

在第三次全國(guó)國(guó)土調(diào)查中，使用了很多類型的無(wú)人機(jī)，比較常見(jiàn)的是Ebee和ZKYG-2。Ebee這種無(wú)人機(jī)安全性較高，而且結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，成本較低。由于其自身結(jié)構(gòu)沒(méi)有起落架，可以直接用手拋出起飛。不僅如此，Ebee無(wú)人機(jī)還采用模塊化設(shè)計(jì)，可以根據(jù)不同的需求對(duì)機(jī)身進(jìn)行拆卸和組裝，操作過(guò)程相對(duì)簡(jiǎn)單，對(duì)操作人員的專業(yè)水平要求較低。通常，Ebee是由自動(dòng)控制系統(tǒng)指揮飛行。借助于Ebee內(nèi)部的測(cè)量設(shè)備和GPS功能模塊，可以在飛行中持續(xù)采集數(shù)據(jù)，進(jìn)行分析，在很大程度上提高了調(diào)查工作的效率。尤其在Ebee內(nèi)部嵌入了航程規(guī)劃模塊之后，操作人員只需要在屏幕上用鼠標(biāo)進(jìn)行簡(jiǎn)單的操作就可以規(guī)劃無(wú)人機(jī)的飛行路線。Ebee降落之后，通過(guò)對(duì)其記錄的數(shù)據(jù)進(jìn)行提取和分析，就可以得到預(yù)期的地理參數(shù)。ZKYG-2是一種固定翼無(wú)人機(jī)。這種無(wú)人機(jī)的翼展有2.6米，機(jī)身長(zhǎng)度可達(dá)2.3米。設(shè)計(jì)比較好地融合了空氣動(dòng)力學(xué)，具有非常好的操控性。它在飛行的過(guò)程中，可以借助飛機(jī)重心位置的圖像捕捉設(shè)備，對(duì)地面進(jìn)行實(shí)時(shí)拍攝，能夠確保信息的連貫性。綜合來(lái)說(shuō)，這種無(wú)人機(jī)能夠更好的勝任國(guó)土調(diào)查工作。

2.無(wú)人機(jī)技術(shù)在第三次全國(guó)國(guó)土調(diào)查中的應(yīng)用

2.1底圖制作

在使用無(wú)人機(jī)制作底圖的過(guò)程中，時(shí)時(shí)讓無(wú)人機(jī)接收指令，并根據(jù)指令進(jìn)行航拍，同時(shí)由技術(shù)人員使用操作平臺(tái)，對(duì)航行路線進(jìn)行合理規(guī)劃，以提高捕捉圖像的準(zhǔn)確性。通過(guò)對(duì)航線的合理規(guī)劃，還能保證影像能夠完好拼接。為了提高無(wú)人機(jī)的調(diào)查質(zhì)量，技術(shù)人員還要對(duì)航拍數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查，檢查內(nèi)容包括數(shù)據(jù)的覆蓋程度、重疊程度、色差差異等。通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加工，繪制出DEM，為后續(xù)的測(cè)量工作打下基礎(chǔ)。另外，在制作底圖的過(guò)程中，技術(shù)人員還應(yīng)該將無(wú)人機(jī)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字格式，這樣能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行直接使用，大大提高了工作效率。接下來(lái)，技術(shù)人員需要對(duì)底圖進(jìn)行一定的裝飾，然后得出紙質(zhì)底圖。紙質(zhì)底圖可以讓技術(shù)人員在上面進(jìn)行標(biāo)注，對(duì)某些重要信息進(jìn)行標(biāo)記。所以說(shuō)，底圖的制作是無(wú)人機(jī)國(guó)土調(diào)查工作中非常重要的環(huán)節(jié)。無(wú)人機(jī)在制作底圖時(shí)的另一個(gè)優(yōu)勢(shì)就是它能夠低空飛行，這樣能夠更加真切地對(duì)地面進(jìn)行航拍，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

2.2外業(yè)調(diào)繪

2.2.1外業(yè)調(diào)繪的要求

外業(yè)調(diào)繪工作的三原則是“走到、看到、問(wèn)到”，在調(diào)查中，還要對(duì)一些特殊位置進(jìn)行著重標(biāo)注，提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。如果在實(shí)際調(diào)查的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)影像和調(diào)查數(shù)據(jù)出現(xiàn)較大的差異時(shí)，應(yīng)對(duì)地類進(jìn)行仔細(xì)的核查。在進(jìn)行外業(yè)調(diào)查時(shí)，技術(shù)人員要對(duì)現(xiàn)有的數(shù)據(jù)加以充分利用，在數(shù)據(jù)基礎(chǔ)之上，綜合考慮調(diào)繪時(shí)當(dāng)?shù)氐淖匀弧⑷宋囊蛩?，得出更加科學(xué)的調(diào)繪方案。因?yàn)樵谶M(jìn)行國(guó)土調(diào)查時(shí)，通常要身處復(fù)雜的自然環(huán)境中，如果不能充分利用現(xiàn)有的數(shù)據(jù)，勢(shì)必會(huì)面臨巨大的阻礙。在進(jìn)行外業(yè)調(diào)查工作時(shí)，還要根據(jù)團(tuán)隊(duì)的組成，進(jìn)行明確的分工，按照先易后難的順序進(jìn)行調(diào)繪，同時(shí)，還要保證調(diào)繪工作遵循先普遍后特殊的順序，在對(duì)普遍地類進(jìn)行調(diào)繪之后，才能進(jìn)行特殊地類的調(diào)繪。使用無(wú)人機(jī)，在相對(duì)復(fù)雜的環(huán)境中可以為技術(shù)人員提供更加強(qiáng)大的支持。外業(yè)工作通常是在繪制完底圖之后進(jìn)行的，所以在調(diào)繪之前，技術(shù)人員要對(duì)底圖進(jìn)行核對(duì)，確保底圖能夠給外業(yè)工作提供準(zhǔn)確的依據(jù)。

2.2.2外業(yè)調(diào)繪的應(yīng)用

無(wú)人機(jī)在調(diào)繪工作中發(fā)揮著非常大的作用，它能夠在最短的時(shí)間內(nèi)收集到地理數(shù)據(jù)。尤其在我國(guó)中西部地區(qū)，地貌比較復(fù)雜，使用無(wú)人機(jī)能極大地節(jié)約調(diào)繪成本，并最大限度縮短調(diào)繪周期。不僅如此，借助先進(jìn)的圖像捕捉設(shè)備和傳感器等，利用無(wú)人機(jī)進(jìn)行調(diào)繪還能保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。由于數(shù)據(jù)有可能發(fā)生一定程度的變化，利用無(wú)人機(jī)還能對(duì)地類進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，進(jìn)一步降低數(shù)據(jù)的誤差。過(guò)去，外業(yè)調(diào)繪工作比較依賴調(diào)繪人員自身的水平，需要相關(guān)技術(shù)人員具有足夠豐富的經(jīng)驗(yàn)，水平足夠高的技術(shù)，還要能夠?qū)ΜF(xiàn)場(chǎng)的各種環(huán)境因素進(jìn)行識(shí)別，這種人為因素占據(jù)主導(dǎo)的傳統(tǒng)調(diào)繪工作，準(zhǔn)確性難以得到保證。無(wú)人機(jī)調(diào)繪不僅能準(zhǔn)確地對(duì)地類進(jìn)行識(shí)別，還能通過(guò)實(shí)時(shí)影像捕捉，為調(diào)繪提供精度相當(dāng)高的數(shù)據(jù)。由于調(diào)繪工作不可避免地要在復(fù)雜環(huán)境中進(jìn)行，使用無(wú)人機(jī)可以對(duì)周邊環(huán)境更加準(zhǔn)確地把握，制定更加科學(xué)的方案，讓調(diào)繪工作更加高效。不過(guò)值得注意的是，無(wú)人機(jī)在使用過(guò)程中，也難免發(fā)生意外。所以，在無(wú)人機(jī)起飛之前，要對(duì)其進(jìn)行周全的檢測(cè)，確保其各項(xiàng)性能都能正常發(fā)揮時(shí)，才能投入使用。

結(jié)束語(yǔ)

第三次全國(guó)國(guó)土調(diào)查中，無(wú)人機(jī)的表現(xiàn)非常亮眼。借助它環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)、效率高、成本低等各項(xiàng)優(yōu)勢(shì)，這次的國(guó)土調(diào)查工作效果要遠(yuǎn)好于前兩次。無(wú)人機(jī)不僅提高了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，還保證了相關(guān)人員的安全，讓人員不必再親自到非常危險(xiǎn)的地點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。本文針對(duì)無(wú)人機(jī)技術(shù)在第三次全國(guó)國(guó)土調(diào)查中的應(yīng)用展開(kāi)分析，希望對(duì)業(yè)內(nèi)人士有所幫助。

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