無人機遙感技術(shù)在測繪工程中應(yīng)用

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摘要：無人機遙感技術(shù)目前廣泛運用在多個領(lǐng)域內(nèi)，在以往主要是集中在航天領(lǐng)域內(nèi)，隨著無人機遙感技術(shù)的進一步發(fā)展人們將無人機遙感技術(shù)運用在工程測量中。和傳統(tǒng)測量手段的相比無人機遙感技術(shù)為測繪行業(yè)帶來了活力，在不斷發(fā)展的過程中無人機遙感技術(shù)與測繪工程結(jié)合，便利測繪工作的開展。文章結(jié)合無人機遙感技術(shù)的實際運用，分析無人機遙感技術(shù)的具體運用，闡述無人機遙感技術(shù)在測繪工程中的應(yīng)用要點。

關(guān)鍵詞：無人機遙感技術(shù)；測繪；工程

1前言

無人機遙感技術(shù)是利用先進科學(xué)技術(shù)來實現(xiàn)多種空間遙感的信息，如遙感傳感器技術(shù)、無人駕駛飛行器技術(shù)、通信技術(shù)、自動化技術(shù)、智能信息技術(shù)等。測繪技術(shù)是工程建設(shè)和地質(zhì)勘察活動當(dāng)中的重要組成部分，測繪工程的測量工作直接影響到項目活動的開展。傳統(tǒng)測繪工作主要是人工測繪方式組成，工作效率低甚至經(jīng)常出現(xiàn)問題，加上項目工程實際作業(yè)情況不可控，很難取得完整的測量結(jié)果。在實際測量過程中還會因為人為因素影響到實際測量活動的開展。因此為提升測繪工作的質(zhì)量，需引進無人機遙感技術(shù)來提升整體質(zhì)量，凸顯出無人機遙感技術(shù)的價值。

2無人機遙感技術(shù)的概述和優(yōu)勢

2.1無人機遙感技術(shù)

無人機遙感技術(shù)是結(jié)合現(xiàn)代先進技術(shù)手段，利用無線電裝置來控制設(shè)備飛行的技術(shù)，其中融合了CPS、GIS等技術(shù)，對一定區(qū)域進行掃描獲取相應(yīng)信息。和傳統(tǒng)的測繪手段來講無人機遙感技術(shù)。UnmannedAerialVehicleRemoteSensing——無人機遙感，利用先進的自動化、智能化、專業(yè)化速度來獲取國土自然、自然環(huán)境、地震等空間遙感信息，實現(xiàn)遙感數(shù)據(jù)處理、建模、運用分析的技術(shù)。在實際運用過程中具備機動、快速、經(jīng)濟等優(yōu)勢成為人們爭相研究的重點，在目前無人機技術(shù)已經(jīng)從開發(fā)研究朝著實際運用方向轉(zhuǎn)變，成為未來研究的主要技術(shù)之一。無人機通過無線電遙控設(shè)備、機載計算機成孔等進行操作。整體上來看無人機結(jié)構(gòu)簡單實際成本低，能夠有人駕駛、無人駕駛地完成執(zhí)行任務(wù)，如部分危險地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查、空中指揮、環(huán)境監(jiān)測都可以由無人機完成。無人機作為空中遙感平臺的微型遙感技術(shù)，其特征是以無人機為空中平臺獲取信息，用計算機來為圖像信息進行處理，按照一定精度要求制作的圖像。在實際運用中根據(jù)系統(tǒng)組成和飛行特征可以劃分為固定翼型無人機、無人駕駛直升機兩類。遙控傳感器是根據(jù)不同遙感任務(wù)使用相應(yīng)的機載遙感設(shè)備來實現(xiàn)控制，無人機使用遙感設(shè)備具備數(shù)字化、體積小、重量輕、精度高、存儲量大等優(yōu)點[1]。

2.2無人機遙感技術(shù)的使用優(yōu)勢

（1）安全性高。隨著現(xiàn)代社會不斷發(fā)展，近幾年高端技術(shù)的發(fā)展為無人機的使用奠定了基礎(chǔ)，無人機遙感技術(shù)是現(xiàn)代技術(shù)發(fā)展的重要裝備，運用范圍廣，參與到多種研究領(lǐng)域內(nèi)并取得顯著成就。這主要是因為無人機遙感技術(shù)的發(fā)明，通過無人機遙感技術(shù)和攝影技術(shù)結(jié)合來節(jié)省研究成本。比如地質(zhì)測量的時候不需要像以往地質(zhì)研究員、飛行員在飛機上進行地質(zhì)測量，只需要操作無人機系統(tǒng)就可以實現(xiàn)測量。這種方式不僅僅降低了測量成本也保證了科研人員的安全。而且從實際測量情況來看無人機的測量比人為測量更可靠，整體誤差更小。（2）機動靈活。無人機與航拍機相機相比體積更小更靈活，而且升降時間短。無人機的升降對場地要求很小，但是這并不影響無人機的操作運行。無人機操作簡單運行效率高，在現(xiàn)代科技快速發(fā)展的背景下科學(xué)技術(shù)取得了越來越大的成就，遙感技術(shù)也實現(xiàn)了快速發(fā)展，讓購買無人機的人逐漸增多，無人機迎來更大市場。無人機和航拍機相比飛行高度更高，測繪作業(yè)的持續(xù)性、作業(yè)效率也更高，因此受到了廣大消費者的青睞。當(dāng)人們出行作業(yè)的時候，因為無人機體積小質(zhì)量輕，很容易將其攜帶出門，不需要設(shè)置專門的起飛、降落場所就可以實現(xiàn)，甚至無特殊工作要求，能快速完成測繪的標(biāo)準(zhǔn)，使用更加方便，從而滿足測繪工作的實際要求。（3）處理數(shù)據(jù)效率高。無人機技術(shù)研究不斷加深，無人機操作方式更簡單。通常情況下測繪工程測量過程中只需要科學(xué)合理設(shè)置飛行路線的時候合理設(shè)置，根據(jù)工作環(huán)境來校正數(shù)據(jù)輕易得到測繪結(jié)果。在這個過程中如果無人機出現(xiàn)問題，系統(tǒng)也會自動返回。無人機在飛行的時候可以控制飛行高度改變測繪范圍，位置越高測繪范圍越大，但是精度較低；位置低測繪范圍少，但是能夠達到理想精度。通過兩者之間的配合將環(huán)境信息直觀展示出來，方便人們對測繪環(huán)境有更真實地了解。（4）測繪尺度大。隨著現(xiàn)代技術(shù)的不斷發(fā)展，無人機遙感測繪技術(shù)能夠適應(yīng)各種復(fù)雜環(huán)境下的作業(yè)，在多種優(yōu)勢的運用下，無人機遙感技術(shù)取得了理想的運用價值。無人機遙感技術(shù)能夠運用在復(fù)雜程度高、條件惡劣的場所，能精準(zhǔn)測量保證數(shù)據(jù)的實時性。無人機遙感技術(shù)與三維技術(shù)結(jié)合，能更全面、精細地展示測繪結(jié)果，幫助人們掌握測繪區(qū)域?qū)嶋H情況。

3測繪工程現(xiàn)狀

3.1測量儀器數(shù)字化

進入20世紀(jì)80年代之后，工程測量儀器數(shù)字化水平越來越高，數(shù)字水準(zhǔn)儀、電子水準(zhǔn)儀、經(jīng)緯儀、測距儀等軟件不斷研發(fā)，并且快速取代了傳統(tǒng)的測量設(shè)備，這些設(shè)備在研發(fā)投入市場之后廣泛運用測繪工程中。目前工程測量設(shè)備體系全面實現(xiàn)了數(shù)字化，貫徹了數(shù)字化發(fā)展[2]。比如在測繪中全站儀、電子經(jīng)緯儀、測繪軟件之間的結(jié)合，都可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、圖形編輯等。在實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集之后通過編碼、草圖繪制錄入到計算機內(nèi)，利用計算機實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理，完成圖形變形工作，最后繪圖儀實現(xiàn)輸出成圖。利用全站儀和電子平板結(jié)合，在數(shù)據(jù)采集之后將數(shù)據(jù)錄入電子平板之后實現(xiàn)圖形的現(xiàn)場修改，在編輯之后利用繪圖儀輸出成圖。利用電子經(jīng)緯儀、近景攝影儀、計算機技術(shù)構(gòu)建完整三維測量系統(tǒng)，實現(xiàn)工業(yè)大地測量、工業(yè)測量數(shù)字化。測量儀器的數(shù)字化能夠有力提高測量精度，保證測量的準(zhǔn)確、效率，在測繪中測圖、放樣均能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)字化發(fā)展。

3.2數(shù)據(jù)采集的自動化

在傳統(tǒng)工程測量中需要大量人員參與其中，但是數(shù)據(jù)采集自動化程度的提高，測繪作業(yè)所需要人員越來越少，僅僅需要一兩個人就可以實現(xiàn)儀器的測量。比如電子經(jīng)緯儀能夠自動記錄、修成、計算、掃描、消除誤差等。通過自動消除誤差和自動記錄數(shù)據(jù)來減少測量過程中的人工操作，實現(xiàn)了目標(biāo)的自動測量提高測量精度。激光水準(zhǔn)儀等儀器具備先進的自動化技術(shù)，在測量中降低了干擾，實現(xiàn)了測量的連續(xù)自動化，提高了作業(yè)效率。

3.3控制智能化發(fā)展

目前無人機遙感測繪技術(shù)逐漸取代了傳統(tǒng)測量技術(shù)，目前測繪設(shè)備智能化越來越高，實現(xiàn)對測量的精準(zhǔn)定位[3]。工程測繪工作從傳統(tǒng)單一模式方面快速發(fā)展，發(fā)展到地質(zhì)測量方面，實現(xiàn)了多學(xué)科、高精度勘探。目前全球化發(fā)展速度越來越快，而信息技術(shù)以工程運行為重要前提，測繪工程是現(xiàn)代科技發(fā)展的產(chǎn)物，運用現(xiàn)代技術(shù)替代了傳統(tǒng)技術(shù)，借助智能化技術(shù)來促進工作的穩(wěn)定發(fā)展。

4無人機遙感技術(shù)在測繪工程中的應(yīng)用要點

4.1無人機遙感技術(shù)的測繪運用

（1）收集影像資料。無人機遙感技術(shù)由多種模塊構(gòu)成，比如飛行器、操控平臺、GPS技術(shù)等，無人機遙感技術(shù)的運用需要這些模塊之間有效配合才能實現(xiàn)，可以獲取充足的數(shù)據(jù)資料來為獲得影像資料作為前提，為后續(xù)活動的開展奠定良好基礎(chǔ)。想要影像資料能夠滿足測繪工程的實際需求，則需要重視拍攝場所無人機的作業(yè)情況，在作業(yè)現(xiàn)場合理分析，尤其是飛行器與平臺，保證無人機獲取影像資料全面合理。無人機實際運用過程中還可以調(diào)整旋偏角、像素幅度等方面，可以采集到更準(zhǔn)確的影像資料。無人機空中三角的拍攝方式能夠優(yōu)化拍攝流程提高測量效果，保證數(shù)據(jù)的真實性和有效性。在運用該技術(shù)之后能夠強化對數(shù)據(jù)信息的控制，符合管理要求的基礎(chǔ)上讓整個活動更規(guī)范，設(shè)置合理的曝光延遲時間，降低轉(zhuǎn)彎對無人機的影響保證整個拍攝效果。（2）數(shù)據(jù)測繪。測繪工程使用無人機遙感技術(shù)的時候借助智能化、自動化手段采取測繪現(xiàn)場的數(shù)據(jù)信息，這些信息數(shù)據(jù)龐大質(zhì)量高，具備極為真實的價值，能夠在實際中發(fā)揮巨大作用。在采集的數(shù)據(jù)信息中仍舊存在價值密度低的信息，這些數(shù)據(jù)信息的存在不利于利用整個數(shù)據(jù)群[4]。但是無人機遙感技術(shù)能夠針對測繪工程的實際情況第一時間清除使用價值低的數(shù)據(jù)信息，剔除雜亂無章的數(shù)據(jù)信息之后提高整個數(shù)據(jù)的利用價值，將剩下的數(shù)據(jù)重新排序和整理尋找彼此之間的內(nèi)在聯(lián)系，重新排列組合提高數(shù)據(jù)的連貫性。無人機在測繪的時候還會對航線信息采集，通過分析航線情況判斷航線是否正確，判斷飛行情況將數(shù)據(jù)傳輸給操作人員和控制人員。操作人員根據(jù)這些數(shù)據(jù)信息，合理操控?zé)o人機，保證安全和穩(wěn)定，從而獲取更多信息。（3）數(shù)據(jù)處理。在傳統(tǒng)的測繪作業(yè)中測繪工程測量包括多個環(huán)節(jié)，在測繪作業(yè)中需要精準(zhǔn)控制每一個環(huán)節(jié)的施工質(zhì)量。無人機遙感技術(shù)的運用能夠在采集數(shù)據(jù)的時候?qū)崿F(xiàn)對數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)處理，讓每一個測繪結(jié)果更真實而準(zhǔn)確。無人機遙感技術(shù)的處理，使用數(shù)碼影像的排列方式不規(guī)則存在。如果在飛行的時候出現(xiàn)角度問題就會提高堆疊度導(dǎo)致影像發(fā)生變化，如果俯仰角度高、旋偏角不正常等都會導(dǎo)致影像資料發(fā)生改變，和實際存在差異。為解決這一問題，人們在無人機的上方安裝數(shù)碼相機，使用變窄視角來變換焦距，得到不同的寬窄視角，以此作為基礎(chǔ)通過不斷地判斷和分析，能夠計算合理參數(shù)控制現(xiàn)場，提高數(shù)據(jù)的處理效果來防止影像存在變形的情況[5]。（4）低空作業(yè)。海拔較高場所的作業(yè)很容易受到環(huán)境因素的影響，比如高壓地區(qū)壓力較低，就會降低無人機的起降穩(wěn)定性。在高壓地區(qū)受到云層的影響干擾拍攝視線，影響測繪工程測量的進行。在這種情況下測繪作業(yè)應(yīng)采取低空作業(yè)的方式來獲取相關(guān)信息完成工作。針對這一問題我國很多專業(yè)人員和企業(yè)針對這個方面紛紛研究，并且取得了一定的成就。這一類無人機中不僅僅存在自穩(wěn)功能，甚至還可以自動檢驗校驗，通過相應(yīng)軟件來有效處理形變，控制誤差在合理范圍內(nèi)。在系統(tǒng)內(nèi)安裝了補償相機來根據(jù)實際情況自動調(diào)整姿態(tài)，讓測量結(jié)果更精準(zhǔn)。和以往的系統(tǒng)相比該系統(tǒng)更簡單，重量更輕，而且自動化水平更高，可以根據(jù)實際要求有效處理影像資料，確保符合實際需求。

4.2無人機遙感技術(shù)的未來發(fā)展

首先應(yīng)實現(xiàn)更為靈活的無人機飛行狀態(tài)控制、傳感器控制。無人機遙感技術(shù)的發(fā)展是一個技術(shù)飛躍的過程，在未來的發(fā)展中更應(yīng)重視對飛行狀態(tài)的靈活控制，實現(xiàn)更人性化的操控，重點提高無人機遙感技術(shù)飛行全方位性、續(xù)航能力。針對精度方面，還應(yīng)重視對傳感器的精度研究，為工程測繪測量提供更精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)支撐。其次進一步提高無人機的抗干擾能力。因為無人機遙感測繪技術(shù)運用的地區(qū)大多數(shù)環(huán)境惡劣，對無人機的性能各方面提出了要求。部分體型較大的無人機在起飛和降落的時間內(nèi)需要滑行，在這個過程中會遭遇地質(zhì)因素而導(dǎo)致無法正常起落。但是小型無人機在飛行高度、抗風(fēng)能力方面較弱，這些都會影響到無人機的精度。因此在未來的發(fā)展中需要充分考慮無人機的精度、抗風(fēng)能力等，保證拍攝的穩(wěn)定性，保證測量結(jié)果。

5結(jié)束語

綜上，測繪技術(shù)為地質(zhì)勘測項目的開展提供方便，實際作業(yè)過程中需要先進技術(shù)作為支撐。無人機遙感測繪技術(shù)的運用有效提高測量的準(zhǔn)確性、方便性，讓測繪工程能夠更好地發(fā)展。無人機遙感測繪工程主要運用在信息采集、處理當(dāng)中，在實際運用過程中提高測繪的應(yīng)用空間，降低測繪難度。針對未來的發(fā)展，仍舊需要以無人機為中心，更好探究與分析。

參考文獻：

[1]楊光.無人機遙感技術(shù)在測繪工程測量中的應(yīng)用[J].工程技術(shù)(引文版),2020(12):286.

[2]艾沙江吾斯曼.無人機遙感技術(shù)在測繪工程測量中的應(yīng)用分析[J].地礦測繪,2020(2):7~8.

[3]侯平.試論無人機遙感技術(shù)在測繪工程測量中的應(yīng)用[J].電子樂園,2020(14):26.

[4]張愛華.無人機遙感技術(shù)在測繪工程測量中的應(yīng)用[J].建材與裝飾,2020.609(12):226~227.

[5]秦明峰.無人機遙感技術(shù)在測繪工程測量中的應(yīng)用研究[J].地礦測繪,2021(6):13~14.

作者:汪兆銳 單位:蘭州現(xiàn)代職業(yè)學(xué)院