無人機航測技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用

姜統(tǒng)才

摘要：進入新時代，在社會快速發(fā)展的影響下，帶動了科學技術(shù)水平的進步。我國無人機技術(shù)逐漸成熟，并在各個領(lǐng)域中得到廣泛的應(yīng)用。無人機技術(shù)在工程測量中也有非常重要的應(yīng)用，并憑借無人機技術(shù)的優(yōu)勢，可以有效的保障測量的效果，提升工程測量的準確性和有效性。無人機航測技術(shù)在一些較為復雜的工程中，或是一般方法無法測量的工程中比較多，體現(xiàn)出無人機航測技術(shù)的優(yōu)勢。本文主要對無人機航測技術(shù)的原理進行分析，并簡述了無人機航測技術(shù)的現(xiàn)狀和特點，分析了無人機航測技術(shù)應(yīng)用的要點，探討了無人機航測技術(shù)在實際中的具體應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：無人機航測技術(shù);工程測量;具體應(yīng)用

引言

信息化時代的到來，使得無人機航測技術(shù)得到了飛速發(fā)展，在很多行業(yè)都發(fā)揮了巨大作用。無人機體積小、靈活并且操作簡單，為工程測量、測繪及數(shù)據(jù)采集等工作創(chuàng)造了良好條件。無人機航測技術(shù)能解決復雜的工程測量技術(shù)難題，可以應(yīng)用到很多領(lǐng)域。無人機航測技術(shù)可在小區(qū)域范圍內(nèi)進行數(shù)據(jù)更新，能滿足工程測量的高精度要求，促進了測繪地理信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和進步。

1技術(shù)原理

無人機航測技術(shù)是將無人機作為飛行平臺，在平臺中配置高分辨率攝影儀器與激光雷達等裝置，基于影像信息采集系統(tǒng)，遠程控制機載設(shè)備開展測繪影像采集與同步傳輸作業(yè)，從而實時掌握測區(qū)情況。同時，影像信息采集系統(tǒng)由地面監(jiān)控以及飛行控制系統(tǒng)加以組成。在無人機航測期間，地面監(jiān)控系統(tǒng)負責對所獲取影像信息進行整合預(yù)處理、質(zhì)量檢測、構(gòu)建三維立體模型與生成核線影像。而飛行控制系統(tǒng)負責操控無人機按預(yù)定航線飛行，將航線重疊度與旁向重疊度分別控制在70%與50%。在特殊情況下，工作人員遠程控制無人機躲避障礙物與修改航線。

2無人機在工程測量中的具體應(yīng)用

2.1在水利工程中的應(yīng)用

水利工程在防洪和提高水資源利用率以及調(diào)節(jié)江川流量方面發(fā)揮了重要作用。隨著社會的發(fā)展和進步，我國對水利工程越來越重視。要保證水利工程的安全實施，水利工程建設(shè)過程中的相關(guān)數(shù)據(jù)至關(guān)重要。在水利工程中使用無人機航測技術(shù)可以保證工作人員很快獲得相關(guān)數(shù)據(jù)，制成模型。無人機航測在水利工程中應(yīng)用時，首先需要技術(shù)人員根據(jù)需要測量的具體位置設(shè)置無人機停留的點位，然后根據(jù)這些點位進行航線規(guī)劃，并進行航測。如果水利工程所處地勢會造成測量誤差，那么就需要設(shè)置控制點，對無人機的飛行高度和航行路線以及拍攝的方向進行仔細規(guī)劃。要保證航測過程中數(shù)據(jù)測量的準確性，需要保證無人機的航行速度、飛行高度以及畫面清晰度等。針對大型的水利工程，要在無人機當中安裝芯片，設(shè)置好航行路線，降低技術(shù)人員的工作難度。完成測量后需要對數(shù)據(jù)進行整合處理，導出無人機航拍的數(shù)據(jù)，根據(jù)航拍的具體位置和方向，再結(jié)合數(shù)據(jù)進行處理。數(shù)據(jù)計算過程中，需要根據(jù)控制點的位置選擇合適的坐標系，完成DOM數(shù)據(jù)處理。

2.2在水污染治理工程中的應(yīng)用

當前，我國環(huán)境治理中水污染比較嚴重，在湖泊河流中，藍藻等水生物生長非?？?，導致水質(zhì)的污染，造成水中的缺氧，從而導致動植物的大面積死亡。因此，對于檢測藍藻是否過度繁殖，是非常有意義的。在水污染治理過程中，在藍藻經(jīng)常出現(xiàn)的地方設(shè)置測試點，檢測藍藻的生長情況，并保證在惡劣環(huán)境中可以進行檢測。而無人機在此過程中發(fā)揮著非常重要的作用，無人機航測可以對水域進行監(jiān)測控制，通過高清攝像機拍攝傳輸數(shù)據(jù)，為水污染的治理提供寶貴的數(shù)據(jù)資料。在數(shù)據(jù)采集過程中，可以通過無人機與人工結(jié)合的方式進行，最大限度的保證數(shù)據(jù)的準確性。在無人機中使用的攝像機都是變焦鏡頭，因此還需要對變焦進行定焦，找到畸變參數(shù)與焦距間的聯(lián)系，從而可以進行準確測量。無人機在水污染工程中的作用，必將使水污染治理獲得更好的效

2.3在環(huán)境治理工程中的應(yīng)用

在環(huán)境治理工程中，對無人機航測技術(shù)的應(yīng)用，可以有效減小復雜氣候條件對環(huán)境監(jiān)測質(zhì)量造成的影響，全面掌握測區(qū)生態(tài)環(huán)境情況，為后續(xù)環(huán)境治理工作的開展提供信息支持。例如，在水環(huán)境治理工程中，無人機航測技術(shù)的應(yīng)用價值包括：第一，可見光波段提取植物。采取變通VDVI算法，采取可見光波段提取法，在短時間內(nèi)即可從所獲取測繪影像中提取植被特征，以判斷水環(huán)境中藍藻等水生植物的生長情況，判斷是否存在水生植物過度繁殖問題。第二，應(yīng)急快速成圖。在特殊情況下，為快速掌握測區(qū)環(huán)境情況，需要運用無人機航測技術(shù)，迅速掌握測區(qū)相關(guān)情況，運用無人機在高空快速獲取測區(qū)影像資料，并在服務(wù)器端直接完成數(shù)據(jù)處理與計算過程，從而生成鑲嵌正射影像、DSM影像與DTM影像等成果。

2.4一般工程中無人機航測技術(shù)的工作流程

建筑工程或者其他的基礎(chǔ)工程建設(shè)中需要進行高精度測量時，也會用到無人機航測技術(shù)。首先需要根據(jù)工程的實際需求來確定測量區(qū)域，對測量區(qū)域的空氣濕度、風向風力、坡度等進行實地考察。再根據(jù)測量對象的精度和其他要求確定攝影技術(shù)和航測技術(shù)的設(shè)計，在無人機航測進行過程中同樣需要對像片進行畸變差改正。為了保證測量的正確性，在每一張成圖中還需要設(shè)置十幾個檢查點，生成數(shù)字高程模型，并進行質(zhì)量驗收。無人機執(zhí)行航測任務(wù)的過程中極易受到氣流的影響，導致角度過大或者偏離航線等情況出現(xiàn)，故要在施工中給無人機加裝三軸穩(wěn)定平臺等設(shè)施，提升無人機航測的穩(wěn)定性，從而提高工作效率。

2.5在多尺度大范圍遙感影像快速獲取中的應(yīng)用

與傳統(tǒng)航空攝影測量技術(shù)相比，在多尺度大范圍遙感影像獲取方面，無人機航測技術(shù)的核心優(yōu)勢在于，可組合運用空中三角測量技術(shù)，提前在航測系統(tǒng)中設(shè)定飛行參數(shù)，結(jié)合測區(qū)情況規(guī)劃無人機航線，無人機即可在航測期間持續(xù)獲取具備地理坐標的正射影像信息，快速處理由數(shù)量不等影像所組成的測繪項目。同時，對調(diào)節(jié)波段權(quán)重、均值因子與尺寸等參數(shù)的優(yōu)化調(diào)整，以及對無人機飛行姿態(tài)的調(diào)整，具備了獲取“多尺度”影像數(shù)據(jù)與大范圍遙感影像的技術(shù)條件，這對工程測量精度與遙感影像質(zhì)量的提升有著重要意義。

結(jié)語

總之，無人機技術(shù)在工程測繪過程中有非常大的優(yōu)勢，隨著無人機技術(shù)不斷提高，對于工程測繪工作的效率的提升有非常大的幫助，還可以降低對人員的安全威脅，提供更準確的測量結(jié)果，保證各項工程都可以順利展開。無人機在未來會有更廣泛的應(yīng)用，被開發(fā)出來更多的功能，技術(shù)也會更成熟，無人機與大數(shù)據(jù)、智能技術(shù)的結(jié)合，會在更多的領(lǐng)域中得到應(yīng)用。

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