無人機(jī)遙感測繪在工程測繪領(lǐng)域的應(yīng)用思考

文／劉麗 山東東方道邇數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)技術(shù)有限公司 山東濟(jì)南 250000

引言：

無人機(jī)遙感技術(shù)是通過無人機(jī)與遙控感應(yīng)等技術(shù)相結(jié)合，在工作中可自動、智能地探測資源并進(jìn)行數(shù)據(jù)的收集與存儲，對相應(yīng)地理空間進(jìn)行專業(yè)分析的技術(shù)。目前，無人機(jī)遙感技術(shù)是各個國家爭相發(fā)展的一項(xiàng)高科技技術(shù)，不斷朝著各個方向及領(lǐng)域發(fā)展。新時期，無人機(jī)已為國土資源、環(huán)境監(jiān)測等多個方向提供幫助，其測量結(jié)果準(zhǔn)確性較高，具有實(shí)際意義[1]。無人機(jī)類型較多，如多旋翼式無人機(jī)、固定翼式無人機(jī)等，不同的無人機(jī)擁有不同特點(diǎn)，適合于不同的領(lǐng)域。如：多旋翼式無人機(jī)可完成高難度的懸停并保持懸停狀態(tài)；固定翼式無人機(jī)動力為電能，聲音小，隱蔽性好。選擇合適的無人機(jī)，可提高工作效率，減少工作成本。遙感技術(shù)結(jié)合了不同類型的相機(jī)與成像儀，以雷達(dá)、電磁波探測儀等設(shè)備為主，具有收集信息圖像、數(shù)據(jù)存儲傳輸?shù)裙δ?，將無人機(jī)與其結(jié)合，可探測更多地形區(qū)域。在工程項(xiàng)目實(shí)際建設(shè)過程中，通常離不開測繪作業(yè)開展提供的支持，只有先通過測繪把握工程信息，才能提高工程建設(shè)的質(zhì)量水平。而相較于傳統(tǒng)測繪技術(shù)，無人機(jī)遙感測繪本身有著很多競爭優(yōu)勢，因此加強(qiáng)對該測繪技術(shù)在工程測繪領(lǐng)域的應(yīng)用思考，能夠促使其發(fā)揮更大作用價值，推動工程建設(shè)實(shí)現(xiàn)更好地發(fā)展。

1、無人機(jī)遙感測繪技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢

當(dāng)前，無人機(jī)遙感測繪技術(shù)進(jìn)入新的發(fā)展時期，不斷打破傳統(tǒng)限制，在測繪行業(yè)中得到廣泛運(yùn)用，充分展現(xiàn)出該技術(shù)的實(shí)際作用，促使測繪工作效率得到大幅提升，確保測繪質(zhì)量達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，對工程開展具有較大意義。并且，無人機(jī)遙感測繪技術(shù)在應(yīng)用過程中具有較大優(yōu)勢。其一，信息處理速度較快。在區(qū)域監(jiān)測過程中，經(jīng)常會存在目標(biāo)監(jiān)測難度相對較大的區(qū)域，具體目標(biāo)不夠明確，導(dǎo)致測繪準(zhǔn)確性相對較低。由此無人機(jī)遙感技術(shù)則可快速針對測繪難度較大的區(qū)域進(jìn)行有效監(jiān)測，能夠快速處理該區(qū)域的測繪信息，該技術(shù)的分辨率相對較高。在拍攝過程中整體較為清晰，有助于工作人員對相關(guān)區(qū)域進(jìn)行全面監(jiān)測，充分展現(xiàn)出測繪技術(shù)的實(shí)際價值[2]。其二，監(jiān)測范圍相對較廣。在我國技術(shù)的研發(fā)下，無人機(jī)遙感技術(shù)也得到有效升級，能夠?qū)Υ蠓秶鷥?nèi)的物體進(jìn)行全面監(jiān)測，并獲取最新的數(shù)據(jù)信息，為工作人員開展工作提供較大幫助。并且，該技術(shù)還可對范圍較小的物體進(jìn)行監(jiān)測，充分控制監(jiān)測尺度，可有效達(dá)到良好的測繪結(jié)果。并在該技術(shù)的使用下能夠真實(shí)反映出監(jiān)測區(qū)域的實(shí)際情況，促使相關(guān)人員可直觀了解具體的地理信息，掌握工程具體狀況。其三，監(jiān)測效率高。在無人機(jī)遙感技術(shù)的應(yīng)用過程中，可有效提高測繪效率。當(dāng)出現(xiàn)異常，該技術(shù)能夠在最短時間提出合理解決方案，節(jié)省大量時間，避免相關(guān)單位產(chǎn)生較大的損失。并且，該技術(shù)應(yīng)用時的測量精度相對較高，有助于為工作人員提供準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，充分展現(xiàn)出該技術(shù)的發(fā)展前景，推動我國測繪工作的有序開展[3]。

2、無人機(jī)遙感測繪技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)分析

2.1 系統(tǒng)構(gòu)成

目前，無人機(jī)遙感技術(shù)逐漸成為人們研究的重點(diǎn)內(nèi)容，不斷對其進(jìn)行深入探究，挖掘其實(shí)際功能，逐漸增加其應(yīng)用性能，為測繪工作開展打下良好基礎(chǔ)。在無人機(jī)遙感系統(tǒng)中，其組成部分相對較多，如：飛行平臺、控制系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、設(shè)備等。不同部分均有著相應(yīng)作用，對無人機(jī)遙感系統(tǒng)的形式起到支持作用。其中，在無人機(jī)飛行平臺中，通常用于搭建傳感器等設(shè)備，其類型相對較多，如，固定翼、無人機(jī)、多旋翼無人機(jī)等。在各類無人機(jī)中均有著具體參數(shù)，在工程測繪過程中，工作人員可根據(jù)實(shí)際需求，選擇相適宜的無人機(jī)。在控制系統(tǒng)，能夠有效對無人機(jī)進(jìn)行全面控制，促使飛行平臺得到正常飛行，有利于確保數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性。同時，在監(jiān)控系統(tǒng)中，工作人員能夠通過該系統(tǒng)了解無人機(jī)具體飛行狀態(tài)，并對無人機(jī)自動駕駛進(jìn)行合理控制，其功能也相對較多。在監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行下，能夠向中心系統(tǒng)發(fā)送相關(guān)數(shù)據(jù)，并接收控制指令，對無人機(jī)飛行參數(shù)進(jìn)行有效儲存，從而可有效將無人機(jī)飛行狀態(tài)進(jìn)行顯示，促使工作人員了解無人機(jī)的電源等各類情況。另外，在任務(wù)設(shè)備中，其包含裝置相對較多，可有效獲取相應(yīng)的遙感影像。在相機(jī)的應(yīng)用過程中，需對其進(jìn)行合理設(shè)置，能夠?qū)χ付▍^(qū)域進(jìn)行測繪，并收集相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息。在數(shù)據(jù)傳輸過程中，要求傳輸距離在10km以上，從而確保測繪工作的正常進(jìn)行[4]。

2.2 技術(shù)要點(diǎn)

在無人機(jī)遙感測繪技術(shù)的應(yīng)用過程中，存在較多的技術(shù)要點(diǎn)，要求工作人員對各項(xiàng)要點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行充分掌握，有助于工作人員更好地開展測繪工作，提高工作質(zhì)量，確保測繪精度。首先，在測繪過程中，技術(shù)人員需對測繪區(qū)域進(jìn)行全面了解，掌握基本情況，并對相關(guān)區(qū)域做好調(diào)研，強(qiáng)化區(qū)域分析，有助于明確具體的測繪目標(biāo)，對區(qū)域情況更加熟知。隨后工作人員根據(jù)調(diào)查分析情況，制定完整的測繪方案，并對測繪時間進(jìn)行合理安排。在開展測繪作業(yè)前，技術(shù)人員需申請?jiān)S可證，在通過審核后方可開展測繪工作。其次，在遙感測繪過程中，還應(yīng)當(dāng)對飛行航線進(jìn)行有效設(shè)計(jì)，根據(jù)具體的任務(wù)要求以及測繪區(qū)域的整體情況。在各類影響因素下，設(shè)計(jì)最優(yōu)飛行路線。在航線設(shè)計(jì)過程中，需對測繪目標(biāo)進(jìn)行定位。并通過對無人機(jī)控制使其爬升到相應(yīng)高度，并對其進(jìn)行遠(yuǎn)程操控。在回收點(diǎn)設(shè)計(jì)時，需確保應(yīng)急點(diǎn)在3個以上，有助于無人機(jī)的安全落地。最后，在實(shí)際飛行過程中，通常將飛行時間設(shè)置在中午12:00左右，在陽光充足的條件下，能夠保證相機(jī)拍攝更加清晰，像素質(zhì)量相對較好。并且，在遙感影像處理過程中，通過獲取各類信息對其展開深入處理，并將其形成DEM、DSM等產(chǎn)品，充分展現(xiàn)出良好的測繪成果。

3、無人機(jī)遙感測繪在工程測繪領(lǐng)域的應(yīng)用策略

3.1 重視基本概況

在工程測繪過程中，無人機(jī)遙感測繪技術(shù)具有重要作用，可有效為測繪工作的開展提供較大幫助，促使工程測繪工作的有效完成，以達(dá)到良好的測繪效果，提高整體的測繪效率。在實(shí)際應(yīng)用過程中，要求技術(shù)人員對工程測繪整體情況進(jìn)行合理分析，明確具體的測繪范圍，并對區(qū)域環(huán)境進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查，掌握實(shí)際情況，從而制定科學(xué)的測繪計(jì)劃，發(fā)揮無人機(jī)遙感技術(shù)優(yōu)勢，推動測繪工作的有序開展。例如，以某項(xiàng)公路工程測繪為例，在該測繪工作中，不斷加強(qiáng)對無人機(jī)遙感技術(shù)的應(yīng)用，為公路選線提供準(zhǔn)確的參考依據(jù)。在該測繪中，比例尺為1:1000，測繪區(qū)域在郊區(qū)范圍內(nèi)，居民人數(shù)相對較少，整體較為簡單，大面積的植被覆蓋，無人機(jī)飛行空間較為廣闊，天氣狀況也較為良好。并且，在該測繪區(qū)域內(nèi)設(shè)有變電站，則會對無人機(jī)造成相應(yīng)干擾，影響其獲取相應(yīng)數(shù)據(jù)，容易導(dǎo)致測繪工作出現(xiàn)相應(yīng)的偏差。由此技術(shù)人員需對無人機(jī)遙感拍攝進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，確保得到良好的拍攝效果。在實(shí)際拍攝過程中分為主路以及輔路，在主路中其拍攝范圍在300m左右，輔路范圍在200m左右。并呈現(xiàn)帶狀分布，長度大約在20km以上，從而可充分展現(xiàn)出良好的拍攝成果，提高工程測繪質(zhì)量，不斷體現(xiàn)出無人機(jī)遙感技術(shù)的應(yīng)用價值，增強(qiáng)對該技術(shù)的使用效率[5]。

3.2 強(qiáng)化測繪設(shè)備工作

在無人機(jī)遙感測繪技術(shù)的實(shí)施過程中，相關(guān)單位應(yīng)當(dāng)積極引進(jìn)先進(jìn)設(shè)備，加強(qiáng)對各類設(shè)備的有效應(yīng)用，可有效達(dá)到良好的測繪效果，確保工程測繪的高效開展。通常情況下，在該技術(shù)的應(yīng)用過程中，經(jīng)常采用IRSA-II無人機(jī)，并配備NikonD800單反相機(jī)，充分利用二沖程發(fā)動機(jī)，可充分促使無人機(jī)進(jìn)行順利飛行。同時，在無人機(jī)的選用過程中，技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)對其參數(shù)進(jìn)行全面掌握，確保其各項(xiàng)參數(shù)符合工程測繪工作的實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)。在無人機(jī)應(yīng)用過程中，其機(jī)長大約在1.8m左右，機(jī)高為0.5m左右，翼展長度在2.6m左右，機(jī)翼面積為0.9m2。其起飛重量為14kg，無人機(jī)螺旋槳直徑在0.6m左右。在飛行過程中，空速最大值可達(dá)140km/h左右，飛行高度最大值則在4000m左右，返航時空速為100km/h，爬升速度為5m/s。從而通過對無人機(jī)各項(xiàng)參數(shù)的合理設(shè)計(jì)，有效發(fā)揮其實(shí)際作用，高效完成測繪工作。并且，在相機(jī)設(shè)備的應(yīng)用過程中，也需設(shè)置相應(yīng)參數(shù)，確保相機(jī)在拍攝過程中，能夠滿足測繪要求，符合無人機(jī)遙感技術(shù)實(shí)施的主要標(biāo)準(zhǔn)，以彰顯出該技術(shù)的總體優(yōu)勢，對工程測繪工作的開展具有較大益處。一般情況下，在無人機(jī)遙感技術(shù)應(yīng)用下，需確保相機(jī)的鏡頭焦距在35mm左右，分辨率為7360＊4912，像素為3677萬，外形尺寸在146＊123＊81.5左右，相機(jī)重量還需在900g左右。由此在該相機(jī)的使用下，能夠清晰拍攝出工程測繪區(qū)域的實(shí)際情況，便于工作人員根據(jù)測繪信息了解工程狀況，針對出現(xiàn)的異常情況可及時做出相應(yīng)調(diào)整，完善工程施工方案，確保工程建設(shè)的順利開展[6]。

3.3 測繪作業(yè)技術(shù)人員

在實(shí)際測繪過程中，應(yīng)充分明確工程測繪工作的各個環(huán)節(jié)，對各項(xiàng)測繪內(nèi)容進(jìn)行不斷完善，確保測繪工作的合理性。其中，在航線設(shè)計(jì)過程中，可根據(jù)具體道路方向以及線路明確具體的飛行路線，并在測繪區(qū)域周圍選擇良好的起降場地，保證該區(qū)域具有完備的起降條件，有助于無人機(jī)的正常飛行。在航拍后，工作人員需對拍攝影像進(jìn)行檢查，確保其質(zhì)量在規(guī)定范圍內(nèi)，能夠?yàn)橄嚓P(guān)人員提供準(zhǔn)確參考。若影像質(zhì)量未能達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，則會使用無人機(jī)進(jìn)行補(bǔ)拍，以充分達(dá)到良好的拍攝效果。在無人機(jī)拍攝過程中，其相對高度為700m左右，航向重疊為73%，重疊范圍在70%～75%之間，測繪區(qū)域的成圖面積為14km2。同時，在航拍測量過程中，通常在無人機(jī)起飛到200m高度時，切換駕駛模式，并適當(dāng)增加飛行次數(shù)，可有效確保無人機(jī)獲取精確數(shù)據(jù)，并取得良好的航攝結(jié)果。在實(shí)際航攝過程中，要求工作人員對具體情況進(jìn)行詳細(xì)記錄，有助于后期工作人員對其展開深入分析，確保工程項(xiàng)目的高效開展。并且，在像控測量過程中，技術(shù)人員需明確具體的像控點(diǎn)，并對其進(jìn)行合理設(shè)置，促使其位置更加準(zhǔn)確。在總體設(shè)置過程中，需設(shè)置大約6條基線左右，像控點(diǎn)可在77個左右，從而能夠得到精確的測量數(shù)據(jù)。在實(shí)際拍攝過程中，工作人員還需做好相應(yīng)的檢查工作，確保影像的清晰程度達(dá)到規(guī)定的要求，并對色差進(jìn)行合理調(diào)節(jié)，確保分辨率在0.1m左右，充分滿足測繪工作的整體需求，提高工程測量精度，促使其工程測繪達(dá)到較高水平[7]。

3.4 強(qiáng)化數(shù)據(jù)處理

在無人機(jī)遙感測繪技術(shù)的運(yùn)用過程中，工作人員還需對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行充分處理，明確具體的處理流程，有助于快速完成測繪工作，提高測繪質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)工程測繪的主要目標(biāo)。由此工作人員應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對數(shù)據(jù)信息處理工作的重視，應(yīng)用相關(guān)技術(shù)，積極完善信息處理內(nèi)容，推動工程項(xiàng)目的高效開展。在數(shù)據(jù)信息處理過程中，相關(guān)單位應(yīng)當(dāng)引進(jìn)全新設(shè)備，加強(qiáng)對相關(guān)設(shè)備的應(yīng)用，構(gòu)建數(shù)據(jù)處理平臺，并運(yùn)用加密軟件對數(shù)據(jù)信息形成良好的保護(hù)，還需利用編輯軟件以及計(jì)算機(jī)設(shè)備，可有效增強(qiáng)數(shù)據(jù)信息的處理效率，保證數(shù)據(jù)信息的質(zhì)量。同時，在處理過程中，工作人員應(yīng)當(dāng)按照規(guī)定流程完成信息處理工作，將數(shù)字航空影像投入到自動測量中，對其進(jìn)行有效定向，并自動生成相應(yīng)影像，利用自動匹配對圖像曲線進(jìn)行編輯，生成等高線等數(shù)據(jù)。通過對獲取信息的處理，促使圖像內(nèi)容更加完善，便于工作人員直觀了解工程概況，有助于對工程項(xiàng)目做出合理分析，以確保工程項(xiàng)目質(zhì)量達(dá)到規(guī)定要求。此外，在數(shù)據(jù)處理過程中，工作人員還需利用相關(guān)軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行解算，運(yùn)用處理系統(tǒng)對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行全面整理，不斷將數(shù)據(jù)信息進(jìn)行整合，促使工作人員加強(qiáng)對各項(xiàng)數(shù)據(jù)資源的充分應(yīng)用，提高數(shù)據(jù)處理質(zhì)量，并在該項(xiàng)工作中，要求工作人員嚴(yán)格按照相關(guān)流程開展處理工作，確保測繪工作的完整性以及合理性，提高數(shù)據(jù)信息的利用效率，為工程測繪工作提供充分保障[8]。

3.5 測繪工程中無人機(jī)遙感技術(shù)優(yōu)化

無人機(jī)遙感技術(shù)在對測繪工程應(yīng)用中雖具有一定作用與意義，但隨著大環(huán)境發(fā)展，無人機(jī)遙感技術(shù)也應(yīng)跟隨社會進(jìn)步逐漸升級，優(yōu)化其性能，主要措施有：

首先優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)傳輸功能。從技術(shù)應(yīng)用效果與測繪質(zhì)量出發(fā)，提升網(wǎng)絡(luò)傳輸質(zhì)量，在使用無人機(jī)遙感技術(shù)時，若想優(yōu)化其網(wǎng)絡(luò)傳輸質(zhì)量，相關(guān)測繪人員需應(yīng)用專業(yè)技術(shù)優(yōu)化無人機(jī)的信號接收裝置，合理調(diào)整無人機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，保證無人機(jī)在一般氣候環(huán)境下均可實(shí)施有效的測繪；此外，在對無人機(jī)的信號裝置進(jìn)行安裝過程中，應(yīng)根據(jù)區(qū)域情況與性質(zhì)進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，盡量以高點(diǎn)位為首選位置，設(shè)置信號接收裝置，提升信號傳輸質(zhì)量，從而增加測繪工作效率，提升無人機(jī)使用效果。其次提升工作人員專業(yè)能力。如今在各個工程領(lǐng)域中，無人機(jī)的應(yīng)用得到了較多專業(yè)人員的認(rèn)可，使用頻率不斷增加。無人機(jī)應(yīng)用雖較為便捷，但操作人員仍需具備相應(yīng)的無人機(jī)操作、維護(hù)等技術(shù)能力，才能進(jìn)行更精確、科學(xué)地測繪。然而，如今無人機(jī)的廣泛使用，致使很多操作人員未經(jīng)過專業(yè)的培訓(xùn)，導(dǎo)致無人機(jī)影響拍攝、圖像不夠清晰等現(xiàn)象。因此，相關(guān)部門與企業(yè)應(yīng)培養(yǎng)專業(yè)的無人機(jī)工作人員，為數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性與有效性做好保障。無人機(jī)工作人員培訓(xùn)過程中，需提升其綜合素質(zhì)與技能操作水平，在部門內(nèi)部開展定期培訓(xùn)工作，提高工作人員對無人機(jī)設(shè)備操控的熟練性與技能性，同時對工作人員進(jìn)行模擬考核，保證工作人員具有一定的操作能力，使其現(xiàn)場協(xié)調(diào)配合更佳。再次落實(shí)無人機(jī)零件維護(hù)工作。測繪工程測量中，無人機(jī)遙感技術(shù)的硬件主要依賴無人機(jī)中的各種設(shè)備，設(shè)備的正常運(yùn)行即可正常工作，如在無人機(jī)運(yùn)行中，無人機(jī)、智能終端及信號接收器的基本性能決定著測繪質(zhì)量，一旦三者之一出現(xiàn)問題，將會對測繪過程產(chǎn)生影響，使結(jié)果出現(xiàn)偏差。第一，對無人機(jī)的維護(hù)主要為無人機(jī)的葉輪，保證葉輪無誤并做好清潔，檢查固定裝置是否損壞；第二，檢查信號接收裝置，通過信號強(qiáng)度測試、傳輸通暢性測試及維護(hù)等多種方式實(shí)現(xiàn)；第三，維護(hù)好智能終端，通過處理軟件中的冗余文件、存儲卡升級、GPU升級等方式進(jìn)行硬件維護(hù)，保證無人機(jī)遙感技術(shù)的工作性能，確保工作質(zhì)量。

結(jié)語：

在我國城市化進(jìn)程的快速發(fā)展下，人們的生活質(zhì)量得到有效提升，促使城市建設(shè)項(xiàng)目逐漸增多，并對各項(xiàng)工程質(zhì)量提出更高要求，有助于提高工程安全，滿足工程建設(shè)要求。由此工程測繪可有效對工程質(zhì)量起到良好的保障作用，在工程測繪中，無人機(jī)遙感測繪技術(shù)應(yīng)用較為廣泛。通過對該技術(shù)的應(yīng)用，能夠快速收集數(shù)據(jù)信息，并做出科學(xué)分析，充分提高測量精準(zhǔn)性，為工程建設(shè)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。