無(wú)人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)在工程測(cè)繪中的應(yīng)用探討

章霞良

淳安千島湖振宏勘察測(cè)繪有限公司 浙江 淳安 311700

引言

隨著中國(guó)的基建工程快速發(fā)展，在工程建設(shè)前期如何運(yùn)用無(wú)人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)，得到相關(guān)人員的關(guān)注。無(wú)人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)是新的科學(xué)測(cè)繪技術(shù)，無(wú)人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)可以對(duì)地理信息進(jìn)行智能化、自動(dòng)化的采集和處理，在保證采集精度的同時(shí)還可以提高測(cè)繪工作的效率。在對(duì)工程測(cè)繪進(jìn)行研究時(shí)，應(yīng)更注重?zé)o人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)，并制定好相關(guān)的測(cè)量工作，為無(wú)人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用效果提供科學(xué)保障。

1 工程測(cè)繪和無(wú)人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)的概念

在工程測(cè)繪中，測(cè)繪人員把工程建設(shè)中所有的測(cè)繪工作統(tǒng)稱(chēng)為工程測(cè)量。它包括工程的建設(shè)勘測(cè)、設(shè)計(jì)、施工等階段的各種測(cè)量工作[1]。是直接為工程建設(shè)的勘測(cè)、設(shè)計(jì)、施工、安裝、竣工和監(jiān)測(cè)等一系列工程的工序服務(wù)。如果沒(méi)有測(cè)量工作為工程建設(shè)提供數(shù)據(jù)和圖紙，任何工程項(xiàng)目的建設(shè)都無(wú)法開(kāi)展和完成。

工程測(cè)量按工程建設(shè)的對(duì)象分為：建筑工程測(cè)量、水利工程測(cè)量、鐵路測(cè)量、橋梁工程測(cè)量、隧道工程測(cè)量、城市市政工程測(cè)量及軍事工程測(cè)量、海洋工程測(cè)量等。因此，工程測(cè)量工作遍布經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國(guó)防建設(shè)的各個(gè)方面。

無(wú)人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)是指運(yùn)用無(wú)線(xiàn)電等高科技的裝置，對(duì)無(wú)人機(jī)進(jìn)行人為控制，來(lái)獲取相關(guān)的工程數(shù)據(jù)，以此來(lái)完成工程測(cè)量任務(wù)，利用無(wú)人機(jī)裝載的設(shè)備對(duì)工程區(qū)域進(jìn)行精準(zhǔn)高速的掃描，充分收集工程地區(qū)的相關(guān)數(shù)據(jù)。相比于傳統(tǒng)測(cè)繪技術(shù)，無(wú)人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)更科學(xué)和先進(jìn)，無(wú)人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)在工程測(cè)繪的應(yīng)用方面有巨大的優(yōu)勢(shì)。首先，傳統(tǒng)測(cè)繪技術(shù)人工必須在實(shí)地進(jìn)行操作，如果遇到復(fù)雜的地形不但影響測(cè)量工作的進(jìn)程，還使測(cè)繪人員的安全受到一定的威脅[2]。而無(wú)人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)就可以彌補(bǔ)這方面的缺點(diǎn)，無(wú)人機(jī)遙感測(cè)繪工作中測(cè)繪人員不需要到場(chǎng)勘查，只要通過(guò)遠(yuǎn)程操控?zé)o人機(jī)，就可以收集到相應(yīng)的地形數(shù)據(jù)等，如此大大提高了工程測(cè)繪的安全性。其次，傳統(tǒng)的工程測(cè)繪要求測(cè)量人員技術(shù)水平很高，因此就要投入大量資本培養(yǎng)測(cè)繪人員，而培養(yǎng)無(wú)人機(jī)的操作人員，不用投入大量的資本，因?yàn)闇p少了對(duì)成本的投入，所以提升了經(jīng)濟(jì)的效益。再次，因?yàn)闊o(wú)人機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加上無(wú)人機(jī)的體積占比小，能夠更好地對(duì)各種工程環(huán)境進(jìn)行測(cè)量，如此提高了測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。最后，操作人員可以控制無(wú)人機(jī)飛行的高度，來(lái)調(diào)整測(cè)繪的范圍和測(cè)量的精度，可以全面直觀的展示工程的地理環(huán)境信息，提高工程測(cè)繪的準(zhǔn)確性和效率。

2 無(wú)人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

相比于傳統(tǒng)的測(cè)繪技術(shù)，無(wú)人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)在獲取數(shù)據(jù)方面具有巨大的優(yōu)勢(shì)，主要表現(xiàn)在以下方面。

2.1 數(shù)據(jù)獲取周期短

無(wú)人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)多是通過(guò)無(wú)人機(jī)的低空飛行來(lái)獲取影像數(shù)據(jù)，采用無(wú)人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)會(huì)大大縮減數(shù)據(jù)獲取的周期[3]。無(wú)人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)會(huì)避免衛(wèi)星航空遙感測(cè)繪技術(shù)受到的天氣條件限制，以及避免常規(guī)的航空遙感測(cè)繪技術(shù)需要申請(qǐng)空域飛行的客觀條件限制，運(yùn)用無(wú)人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)能夠有效縮減數(shù)據(jù)獲取的周期時(shí)長(zhǎng)，可以大大提高數(shù)據(jù)采集的時(shí)效性。

2.2 數(shù)據(jù)的分辨率高

無(wú)人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)中無(wú)人機(jī)的低空飛行通常不高于地面一千米，甚至可以在地面上空兩百米左右的距離飛行，通過(guò)機(jī)身上攜帶的高分辨率相機(jī)，來(lái)獲取高分辨率的影像數(shù)據(jù)，如此提高了數(shù)據(jù)獲取的及時(shí)性和準(zhǔn)確性。無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)對(duì)于數(shù)據(jù)信息處理的效率較高，影像數(shù)據(jù)的分辨率較高，利用無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)收集到的影像比衛(wèi)星影像的分辨率還要高。同時(shí)，可以將無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)和GIS結(jié)合起來(lái)，快速構(gòu)建監(jiān)控應(yīng)用，在監(jiān)控的過(guò)程中，大大提升了對(duì)數(shù)據(jù)信息的處理速度，利用快速的處理速度和更準(zhǔn)確更高的分辨率，來(lái)為收集信息提供條件。

2.3 更好地獲取危險(xiǎn)區(qū)的數(shù)據(jù)

操作無(wú)人機(jī)在危險(xiǎn)區(qū)域上飛行，收集工程所需數(shù)據(jù)，可以最大限度地保護(hù)測(cè)繪人員的人身安全，并能夠收集到準(zhǔn)確實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)信息，如此既保證了工作的效率，又實(shí)現(xiàn)工作安全最大化。

2.4 機(jī)動(dòng)靈活和測(cè)量范圍廣

無(wú)人機(jī)具有體積小和重量輕等特點(diǎn)，如此可以避免在工程測(cè)繪時(shí)受到天氣干擾，也可以在復(fù)雜地形區(qū)域進(jìn)行靈活機(jī)動(dòng)地收集數(shù)據(jù)。無(wú)人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)的測(cè)量范圍相比于傳統(tǒng)測(cè)繪技術(shù)的測(cè)量范圍更加廣泛，在對(duì)大范圍的監(jiān)測(cè)中，可以利用光譜分析的原理和技術(shù)，對(duì)工程項(xiàng)目中的數(shù)據(jù)進(jìn)行全面準(zhǔn)確地收集和分析，并通過(guò)多次地測(cè)量分析，使數(shù)據(jù)變得更加精確有效。同時(shí)，可以利用三維仿真模擬技術(shù)，展現(xiàn)更宏大的情景，從而為應(yīng)急事件，提供更為準(zhǔn)確和宏觀的技術(shù)信息。

2.5 飛行自動(dòng)化

如今，無(wú)人機(jī)的飛行控制系統(tǒng)可以根據(jù)遙感圖像上指定的點(diǎn)位飛行，并且無(wú)人機(jī)電量到達(dá)用戶(hù)設(shè)置的電量值或低于預(yù)設(shè)值時(shí)無(wú)人機(jī)會(huì)自動(dòng)返航，以此實(shí)現(xiàn)全程飛行的自動(dòng)化。

3 測(cè)繪工程中無(wú)人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用

3.1 獲得測(cè)繪的影像數(shù)據(jù)

傳統(tǒng)的地面測(cè)繪技術(shù)會(huì)受到地勢(shì)地形等地理環(huán)境的因素影響，這很影響影像數(shù)據(jù)的收集[4]。無(wú)人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)在進(jìn)行影像數(shù)據(jù)采集時(shí)，通過(guò)科學(xué)的飛行操作以及事先選取合適的地貌，可確保所采集到的影像數(shù)據(jù)滿(mǎn)足工程測(cè)繪的需要。在無(wú)人機(jī)的飛行過(guò)程中，可運(yùn)用空中三角測(cè)量技術(shù)，完成攝影全過(guò)程的整合，并能及時(shí)糾正測(cè)繪過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，為后期數(shù)據(jù)信息的分析和處理奠定良好的基礎(chǔ)。測(cè)繪人員需要全面地把握這些參數(shù)信息，并對(duì)其進(jìn)行有效的控制，對(duì)攝影曝光和延遲等，進(jìn)行全方位的控制，這樣才能有效提高無(wú)人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用水平。

3.2 復(fù)雜條件下引入無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)

在某些特殊復(fù)雜的條件下，比如低空飛行、著陸條件不理想、云層覆蓋率低等情況時(shí)，人工測(cè)繪就無(wú)法獲得理想的數(shù)據(jù)收集結(jié)果，這時(shí)就可以通過(guò)對(duì)無(wú)人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用，將困難的地形測(cè)繪工作變?nèi)菀?，從而保證數(shù)據(jù)信息的質(zhì)量和采集數(shù)據(jù)的安全[5]。在具體應(yīng)用無(wú)人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)時(shí)，應(yīng)將航空攝影設(shè)備和無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)結(jié)合起來(lái)，航空攝影設(shè)備的作用是可以更好地拍攝復(fù)雜地形，收集更清晰的圖像資料，提高數(shù)據(jù)資料的準(zhǔn)確性。此外，可利用無(wú)人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)有效地進(jìn)行新農(nóng)村、大型城市規(guī)劃項(xiàng)目的建設(shè)和優(yōu)化土地資源利用等工作。

3.3 獲取測(cè)繪數(shù)據(jù)

運(yùn)用無(wú)人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)可以簡(jiǎn)化數(shù)據(jù)的收集和整理分析，利用手動(dòng)或自動(dòng)化的機(jī)制，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)化的設(shè)計(jì)和處理。運(yùn)用無(wú)人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)的最大優(yōu)勢(shì)是實(shí)現(xiàn)了對(duì)數(shù)據(jù)信息的優(yōu)化審核，除去不合格的數(shù)據(jù)和參數(shù)，以此提高測(cè)繪數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和有效性，通過(guò)系統(tǒng)的處理機(jī)制的應(yīng)用和建設(shè)，來(lái)促進(jìn)管控效果和升級(jí)優(yōu)化處理水平。此外，采用無(wú)人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)可以對(duì)項(xiàng)目航線(xiàn)進(jìn)行有效準(zhǔn)確的處理，保證控制機(jī)制和操作流程的完整，滿(mǎn)足測(cè)繪數(shù)據(jù)信息的采集需要。

3.4 在交通和海洋勘察等工程中的應(yīng)用

在交通和海洋勘察等工程中，運(yùn)用無(wú)人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)可以確保工程建設(shè)的穩(wěn)定性，對(duì)于橋梁、鐵路、海洋勘查等復(fù)雜的工程來(lái)說(shuō)，由于開(kāi)發(fā)的難度大，可以通過(guò)人造衛(wèi)星來(lái)拍攝工程區(qū)域的檢測(cè)圖，以此來(lái)提高無(wú)人機(jī)遙感測(cè)繪的科學(xué)性和有效性，為降低風(fēng)險(xiǎn)和最大限度地發(fā)揮無(wú)人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)的作用打下基礎(chǔ)。

3.5 航拍數(shù)據(jù)的處理

為提升無(wú)人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用效果，必須充分運(yùn)用航空相機(jī)，進(jìn)行有效合理的相機(jī)鏡頭和鏡頭組合的調(diào)整[6]。比如運(yùn)用變焦鏡頭來(lái)對(duì)鏡頭進(jìn)行科學(xué)的標(biāo)定，并對(duì)標(biāo)定的結(jié)果進(jìn)行科學(xué)分析和處理，以此提高無(wú)人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)在工程繪測(cè)中的應(yīng)用效果和應(yīng)用效率。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，無(wú)人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)在工程測(cè)繪中的應(yīng)用，對(duì)于獲取更準(zhǔn)確全面的數(shù)據(jù)資料，提升測(cè)繪工作的質(zhì)量和效率，以及拓寬工程測(cè)繪的范圍，具有顯著的優(yōu)勢(shì)。無(wú)人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)是遙感測(cè)繪技術(shù)發(fā)展的主要趨勢(shì)，具有對(duì)數(shù)據(jù)的獲取快速、處理靈活等特點(diǎn)，加上相比于其他遙感測(cè)繪技術(shù)成本更低，在數(shù)據(jù)獲取方面展現(xiàn)獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。在應(yīng)用無(wú)人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)時(shí)，要注重相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用，確保無(wú)人機(jī)測(cè)繪技術(shù)在工程測(cè)繪中的應(yīng)用效果。工程測(cè)繪工作的有序開(kāi)展，更加為后期工程的整體施工提供重要的參考依照，為后期工程整體施工的開(kāi)展，奠定良好的基礎(chǔ)，為預(yù)期施工的目標(biāo)達(dá)成奠定良好的基礎(chǔ)。