無人機在測繪工程中應(yīng)用淺議
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摘要：主要介紹無人機在測繪工程中的應(yīng)用范圍，闡述無人機在測繪工程中的應(yīng)用優(yōu)勢，探討無人機在測繪工程中應(yīng)用的技術(shù)要點，以加強對無人機的研究，創(chuàng)新傳統(tǒng)的測繪工程技術(shù)手段，充分發(fā)揮無人機的優(yōu)勢作用。
關(guān)鍵詞：無人機；測繪工程；應(yīng)用技術(shù)
計算機信息技術(shù)的日新月異，給社會各領(lǐng)域、各行業(yè)帶來了新的機遇，也使其面臨著一系列挑戰(zhàn)。在測繪工程施工中，應(yīng)當(dāng)轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的測繪技術(shù)形式，充分利用無人機進行有效的測繪工作，做到與時俱進，具體問題具體分析，確保測繪數(shù)據(jù)的準確性，保障測繪工程質(zhì)量。
1無人機在測繪工程中的應(yīng)用范圍
現(xiàn)階段，機器人技術(shù)發(fā)展較快，其中無人機是云機器人系統(tǒng)的杰出代表之一。無人機相關(guān)技術(shù)不斷升級，在越來越多的領(lǐng)域得到了有效應(yīng)用。相關(guān)系統(tǒng)有效結(jié)合網(wǎng)絡(luò)的泛在性特點，基于開放性的開發(fā)方法應(yīng)用，有效實現(xiàn)了無人機的進一步應(yīng)用和發(fā)展，促進了無人機能力的顯著提升，也進一步拓展了無人機的應(yīng)用領(lǐng)域，使得無人機系統(tǒng)的簡化開發(fā)成為可能，有效降低了無人機構(gòu)造和應(yīng)用成本。基于云計算技術(shù)的云機器人服務(wù)系統(tǒng)，充分整合了云大數(shù)據(jù)、云計算能力、機器人與環(huán)境資源共享以及人類計算等技術(shù)。無人機操作系統(tǒng)通過優(yōu)化設(shè)計，能夠提供相應(yīng)的程序庫和工具，為無人機相關(guān)控制軟件開發(fā)提供了必要的支持。操作系統(tǒng)可以為開發(fā)者提供硬件支撐、設(shè)備驅(qū)動以及可視化工具等，還能實現(xiàn)消息傳遞和軟件包管理等服務(wù)，功能多樣。相關(guān)功能對于無人機技術(shù)和云計算技術(shù)整合也有重要作用，可以為相關(guān)技術(shù)整合提供必要的軟件框架。無人機在測繪工程中的應(yīng)用范圍較為廣泛，主要涉及以下方面。第一，無人機可應(yīng)用于海岸地形測量，主要包括水產(chǎn)養(yǎng)殖、海岸資源開發(fā)等領(lǐng)域。為促進水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展，提高海岸資源開發(fā)的合理性，可利用無人機測量海岸地形，全面收集相關(guān)數(shù)據(jù)，實施全方位調(diào)查，做好控點工作，從而保障所采集信息的準確性，為行業(yè)發(fā)展提供可靠的指導(dǎo)依據(jù)。第二，無人機可應(yīng)用于城市規(guī)劃測量。隨著城市規(guī)模的日益擴大，如何科學(xué)規(guī)劃城市發(fā)展成為當(dāng)前備受關(guān)注的話題。需要通過采集測繪數(shù)據(jù)信息進行合理布局，以加快城市建設(shè)進程。第三，無人機可應(yīng)用于礦山測量。礦產(chǎn)資源開發(fā)離不開測繪工程，需要全面把控礦山的實際情況，然后對其進行有效開發(fā)[1]。
2無人機在測繪工程中的應(yīng)用優(yōu)勢
2.1具有較為廣闊的測繪范圍
在測繪工程中使用無人機具有一定的優(yōu)勢。相比于傳統(tǒng)的測繪技術(shù)，無人機的測量范圍更廣泛。過去的測繪工程依賴于測繪人員親自作業(yè)，所能測量的范圍較小，且容易在測量過程中出現(xiàn)失誤，導(dǎo)致測量人員工作壓力較大。而應(yīng)用無人機能夠明顯擴大測量范圍，加快測量工作速度，提高工作效率，也可以解決人為測量不到的問題，提高測量數(shù)據(jù)的準確性[2]。
2.2具有較高的地形測量效率
在測繪工程中，地形測量工作十分重要。技術(shù)人員需要前往實地進行全面的勘查工作，要充分了解測繪工程區(qū)域的地質(zhì)特征，不可盲目開展地形測量工作，否則會影響最終測量數(shù)據(jù)的準確性，還會給測量工作帶來一定的安全風(fēng)險。尤其是在地質(zhì)災(zāi)害突發(fā)情況下，傳統(tǒng)的測繪工作存在極大的不安全性，容易引發(fā)技術(shù)人員安全事故。使用無人機可全面調(diào)查地質(zhì)災(zāi)害中的各項數(shù)據(jù)，并將采集到的數(shù)據(jù)實時反饋給相關(guān)救援人員，有利于保障人們的生命財產(chǎn)安全，轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的測繪工作形式，使之科技含量更高，更具合理性和可靠性，從而推動我國測繪工程實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。
2.3具有較好的成本節(jié)約效果
利用無人機進行測繪工作，有利于降低測繪工程成本。測繪工程并不是一項簡單的作業(yè)，具有一定的復(fù)雜性，必須予以高度重視，實施系統(tǒng)化管理。傳統(tǒng)測繪工作需要較大的資金投入，需要購買大量的測量儀器和相關(guān)設(shè)備，且技術(shù)人員不可進行遠程操作，增加了資金成本，也給技術(shù)人員帶來了一定壓力，同時面臨一定的安全風(fēng)險。在測繪工作中應(yīng)用無人機，則不需要技術(shù)人員前往實地勘查，僅通過科學(xué)技術(shù)進行遠程操作即可，且可在第一時間接收到無人機設(shè)備采集到的相關(guān)數(shù)據(jù)，不需要其他過多儀器，大大節(jié)省了測量成本，也減少了設(shè)備的維修費用，有利于實現(xiàn)測繪工程效益最大化。
2.4具有良好的聯(lián)動性
在測繪工程測量工作中，當(dāng)技術(shù)人員完成測量工作后，應(yīng)當(dāng)及時統(tǒng)計和處理采集到的相關(guān)數(shù)據(jù)，但實際工作中很難在第一時間將這些數(shù)據(jù)上傳給相關(guān)部門，導(dǎo)致地形測量工作受阻[3]。應(yīng)用無人機開展測量工作，則可以實時將數(shù)據(jù)反饋給相關(guān)人員和部門。一些技術(shù)人員無法到達的位置，無人機同樣可以獲取準確的測量數(shù)據(jù)，而且可保證測量數(shù)據(jù)的全面性，提高測量工作效率，為測繪工程的后續(xù)決策和操作奠定基礎(chǔ)。
3無人機在測繪工程中應(yīng)用的技術(shù)要點
3.1獲取測繪影像資料
在測繪工作中使用無人機，對測繪人員提出了一定的要求。要求測繪人員必須十分熟悉測量地區(qū)的實際情況，做好全方位勘查工作，然后基于勘查數(shù)據(jù)科學(xué)規(guī)劃無人機的飛行路線，確保其合理性，保證無人機的順暢飛行?？上冗M行試飛，選擇適宜的設(shè)備平臺，確認無誤后再進行正式飛行。無人機測量應(yīng)用過程中，幅度偏小，對應(yīng)的偏角較大。因此，在獲取相關(guān)數(shù)據(jù)后，應(yīng)當(dāng)利用無人機拍攝圖片信息，使用三維影像技術(shù)強化所獲取圖片的效果，使其能夠更加清晰、立體地呈現(xiàn)測量區(qū)域?qū)崨r。為了充分發(fā)揮無人機的測量作用，可操作無人機從不同的角度進行拍攝，且畫面要達到規(guī)定的處理標準要求，同時做好后期處理工作[4]。測繪影像處理工作需要經(jīng)歷一系列處理步驟，對測繪影像的處理主要基于ORL數(shù)據(jù)來開展。通過觀察相關(guān)圖像庫發(fā)現(xiàn)，進行相關(guān)工程數(shù)據(jù)分析還可以將相關(guān)圖片成像距離、光照條件等涵蓋在內(nèi)。但是，一些成像的相機像素、光照因素等不一致，所以在測繪影像處理中必須要將圖像進行標準化處理，解決圖像的定位問題。
3.2測量分析惡劣環(huán)境
部分測繪工程的難度較大，工程所在區(qū)域環(huán)境較為惡劣，若使用常規(guī)測繪方式，將無法滿足工程測繪要求，難以獲取真實且完整的數(shù)據(jù)，此時可利用無人機實現(xiàn)有效的測繪工作。無人機可以采用低空飛行模式進行全方位航拍，獲取相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息，然后對其進行科學(xué)分析，以便于為工程建設(shè)提供可靠的參考依據(jù)，保障測繪工程的順利開展。此外，應(yīng)當(dāng)充分發(fā)揮現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的作用，智能化統(tǒng)計和分析無人機的航拍數(shù)據(jù)。在惡劣環(huán)境下，可使用無人機代替人工測量工作，不僅能夠提高測繪效率，還有利于保護測繪人員的人身安全。
3.3采集測繪數(shù)據(jù)
使用無人機進行工程測繪數(shù)據(jù)采集，要確保圖像識別中的節(jié)點和主機間能夠?qū)崿F(xiàn)有效的通信，需要借助圖像識別技術(shù)優(yōu)勢促進相關(guān)數(shù)據(jù)的采集和聚合。圖像識別應(yīng)用能夠有效實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的共享和交互，所以在設(shè)計中需要基于圖像識別設(shè)備監(jiān)控要求應(yīng)用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，以不斷提升數(shù)據(jù)實時性。要做到快速有效采集和傳輸數(shù)據(jù)，這對于設(shè)備故障狀態(tài)的及時判斷和信息傳輸具有重要意義。在測繪工程中利用無人機采集相關(guān)數(shù)據(jù)時，可采用兩種采集方式。一種是自動加密采集手段。這種采集方法指的是通過無人機設(shè)備內(nèi)部的裝備、傳感器等來保存其所采集的數(shù)據(jù)，并利用加密技術(shù)保護儲存器中的信息數(shù)據(jù)，從而充分發(fā)揮其內(nèi)部的自我保護機制，避免重要數(shù)據(jù)的缺失、泄漏[5]。除此之外，只有具有內(nèi)部權(quán)限的人員才能讀取儲存器中的數(shù)據(jù)，有利于保障數(shù)據(jù)的安全性。另一種是手動采集手段。它主要是相關(guān)操作人員遠程控制計算機，根據(jù)測繪工程需求有目的地控制無人機進行測量、拍攝，進而獲取準確的數(shù)據(jù)。
3.4處理測量數(shù)據(jù)
相較于傳統(tǒng)測繪技術(shù)來說，在測繪工程中應(yīng)用無人機處理測量數(shù)據(jù)效果更好、效率更快，而且能夠提高數(shù)據(jù)處理精確度，在一些大規(guī)模測繪工程中可取得良好效果。例如，測量礦山時，可以通過無人機對大面積區(qū)域進行測量，保證測量數(shù)據(jù)的完整性，以便為礦山開采工作提供決策指導(dǎo)，并利用所獲得的信息數(shù)據(jù)保障礦山污染整治工作的順利開展，從而提高礦山管理水平。需要注意的是，在應(yīng)用無人機時既要控制好無人機的飛行速度，把控好無人機測量范圍，使之具有全面性，還應(yīng)當(dāng)實時掌握礦山生態(tài)的狀況，并將采集的相關(guān)信息第一時間反饋給測繪人員，以便其制定科學(xué)的工程建設(shè)方針。目前，很多無人機測繪中多使用中幅面CCD充當(dāng)傳感器的感光部位，借助必要的加固和相應(yīng)的電力改裝，使其能夠作為攝影性能比較穩(wěn)定的數(shù)碼相機使用。但是，感光單位的非正方形因子、非正交性以及畸變問題，會導(dǎo)致數(shù)碼相機在攝像中出現(xiàn)一些誤差。針對這一問題，可以開發(fā)使用高性能、能夠適用無人機航攝需要的數(shù)碼裝置替代傳統(tǒng)數(shù)碼相機，還可以借助相關(guān)的修正軟件對測量結(jié)果實施修正，保證其可靠性，同時可借助相關(guān)數(shù)據(jù)積累構(gòu)成比較真實的修正方式，對解決測繪圖像處理中的誤差問題具有積極作用。
4結(jié)語
無人機在測繪工程中有著良好的應(yīng)用效果，適用范圍比較廣泛，具有一定的優(yōu)勢，必須予以重視。為提高測繪工作效率，應(yīng)當(dāng)堅持新的測繪工作理念，不斷創(chuàng)新無人機測繪技術(shù)，并將其貫徹落實于地圖繪制，以提高無人機測繪技術(shù)水平。
參考文獻
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作者:袁鑫桐 黃岳林 單位:南通星光測繪服務(wù)有限公司
