文桂波

[摘 要]伴隨社會(huì)不斷發(fā)展和進(jìn)步，工程測(cè)繪工作成為了人類(lèi)身邊的一種藝術(shù)。近年我國(guó)的不同行業(yè)發(fā)展迅速，展現(xiàn)出良好的趨勢(shì)，高科技無(wú)人機(jī)航拍技術(shù)受到了廣泛的關(guān)注和重視。為順應(yīng)時(shí)代的發(fā)展需求，傳統(tǒng)的工程測(cè)繪方法必將被取代，當(dāng)下必須加大無(wú)人機(jī)航拍技術(shù)應(yīng)用的重視度。筆者對(duì)在工程測(cè)繪中應(yīng)用無(wú)人機(jī)航拍技術(shù)進(jìn)行了分析，僅供參考。

[關(guān)鍵詞]無(wú)人機(jī)技術(shù) 測(cè)繪 工程 應(yīng)用

中圖分類(lèi)號(hào)：D55 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）10-0230-01

引言

科技不斷的改革完善，各種先進(jìn)技術(shù)不斷的被應(yīng)用到各行業(yè)領(lǐng)域中，近幾十年我國(guó)的工程建設(shè)行業(yè)獲得了很大的成就。無(wú)人機(jī)航拍技術(shù)可以提升工程測(cè)繪工作的準(zhǔn)確度，幫助工作人員獲取更可靠清晰的數(shù)據(jù)來(lái)源，在實(shí)際應(yīng)用中已經(jīng)體現(xiàn)出更多的優(yōu)勢(shì)，是未來(lái)工程測(cè)量工作中必不可少的技術(shù)。

1.無(wú)人機(jī)技術(shù)概述

現(xiàn)代社會(huì)不斷發(fā)展進(jìn)步，傳統(tǒng)的信息技術(shù)已經(jīng)不能符合需求標(biāo)準(zhǔn)，很多的地區(qū)面貌發(fā)生了改變，很多的港口、機(jī)場(chǎng)、車(chē)站等工程建設(shè)都需要更加詳細(xì)的數(shù)據(jù)，無(wú)人機(jī)航拍技術(shù)的應(yīng)用是順應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需求。

無(wú)人機(jī)技術(shù)包括無(wú)駕駛?cè)藛T的飛行器技術(shù)、通信技術(shù)、遙感技術(shù)、以及全球定位系統(tǒng)技術(shù)，是多種現(xiàn)代化技術(shù)手段的結(jié)合運(yùn)用。該技術(shù)目前被應(yīng)用在地理信息測(cè)繪和測(cè)量當(dāng)中，最大的特點(diǎn)是非常智能、自動(dòng)化程度高、專(zhuān)業(yè)技術(shù)水準(zhǔn)也較高。

這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用在工程測(cè)量當(dāng)中，是我國(guó)專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員研究工作的重點(diǎn)，是日后的遙感技術(shù)發(fā)展重要目標(biāo)。

2.無(wú)人機(jī)航拍技術(shù)的優(yōu)越性

無(wú)人機(jī)測(cè)繪是遙感領(lǐng)域用于地形測(cè)繪的新興技術(shù)，在使用過(guò)程中資金投入量比較小，勘查過(guò)程中反饋能力好，時(shí)間消耗少，方便不同地區(qū)的轉(zhuǎn)換應(yīng)用。對(duì)比過(guò)去的大飛機(jī)搭載攝像機(jī)航拍作業(yè)工作方式，無(wú)人機(jī)飛行技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)更加突出。大飛機(jī)對(duì)起降場(chǎng)地需求十分高，無(wú)人機(jī)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了就地起降，省掉了很多的路程。

具體的工程測(cè)繪任務(wù)中，航攝小組可以靈活變通，將地點(diǎn)選在測(cè)區(qū)附近的高速公路服務(wù)區(qū)或者是停用的砂石買(mǎi)賣(mài)場(chǎng)，加長(zhǎng)了拍攝工作時(shí)間。以往的工作過(guò)程可能會(huì)受到自然環(huán)境的影響，對(duì)天氣要求比較高。

無(wú)人機(jī)對(duì)于外界自然環(huán)境要求相對(duì)比較低，并且離地面的高度可以自行控制，方便獲取更加詳細(xì)高分辨度的資料。工作人員可以靈活控制無(wú)人機(jī)的速度，將航速控制在最優(yōu)化范圍內(nèi)，甚至可以達(dá)到每小時(shí)幾十公里，對(duì)于突發(fā)狀況可以進(jìn)行變通，得到更加準(zhǔn)確的信息資料。

3.無(wú)人機(jī)航拍技術(shù)的系統(tǒng)組成

3.1 遙感信息采集系統(tǒng)

3.1.1 無(wú)人機(jī)遙感平臺(tái)

無(wú)人機(jī)遙感測(cè)繪系統(tǒng)包括兩大部分，分別是遙感信息采集系統(tǒng)，遙感信息處理系統(tǒng)。航測(cè)遙感技術(shù)利用無(wú)人機(jī)裝載航空數(shù)碼相機(jī) ，并采用IMU（慣性測(cè)量）/GPS（全球定位系統(tǒng)）技術(shù)而進(jìn)行導(dǎo)航的航空攝影，其優(yōu)勢(shì)在于可以快速、精準(zhǔn)、高效地獲取地理信息數(shù)據(jù)。

3.1.2 飛行控制系統(tǒng)

無(wú)人機(jī)飛行控制的關(guān)鍵內(nèi)容就是飛行控制系統(tǒng)，其具體的工作內(nèi)容包括對(duì)定位系統(tǒng)導(dǎo)航開(kāi)展科學(xué)的利用，進(jìn)一步達(dá)到信號(hào)定位，實(shí)時(shí)的掌握加速度計(jì)、陀螺等飛行器平臺(tái)的具體工作狀態(tài)變化，通過(guò)這種工作流程實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)的數(shù)字化監(jiān)控，基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)定點(diǎn)信息采集任務(wù)。

3.1.3 地面監(jiān)控系統(tǒng)

全向天線、監(jiān)控軟件、供電系統(tǒng)、便攜式計(jì)算機(jī)幾部分系統(tǒng)構(gòu)成了地面監(jiān)控系統(tǒng)，不同的環(huán)節(jié)解密結(jié)合相互關(guān)聯(lián)，技術(shù)工作人員可以操作地面監(jiān)控軟件，相關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)的設(shè)定，包括導(dǎo)航模式的選擇、相機(jī)曝光、基本飛行參數(shù)的設(shè)置等等。

3.2 遙感信息處理系統(tǒng)

3.2.1 遙感像片處理

在整合數(shù)據(jù)工作完成無(wú)人機(jī)航拍技術(shù)在工程測(cè)量測(cè)繪中的應(yīng)用后將勘查照片按照規(guī)定要求進(jìn)行處理，主要有航帶的整理、質(zhì)量監(jiān)測(cè)、照片的預(yù)處理、照片的并行更正等等。遙感像片處理最突出的功能是對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)文件的整合處理，處理的內(nèi)容包括任務(wù)航攝規(guī)范表、相機(jī)檢定參數(shù)等。

3.2.2 空中三角測(cè)量系統(tǒng)

遙感信息處理系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，空中三角測(cè)量系統(tǒng)有著極其重要的位置，是系統(tǒng)運(yùn)行的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，具體工作內(nèi)容包括將初步規(guī)劃好的航帶列表合理科學(xué)的融合，將相間的相互關(guān)系正確的認(rèn)定；對(duì)影像進(jìn)行內(nèi)定向，經(jīng)過(guò)影像間連接點(diǎn)的布局、像控點(diǎn)量測(cè)、平差計(jì)算進(jìn)行自動(dòng)空三加密， 構(gòu)成完整全面的三維立體模型，最后實(shí)現(xiàn)模型定向及生成核線影像。

3.2.3 三維建模系統(tǒng)

三維建模系統(tǒng)的應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)地圖形的推斷， 求出具體的相關(guān)信息， 實(shí)現(xiàn)三維虛擬地形地物的可視化，是一種圖像表征數(shù)據(jù)思維，工作人員直接感受到具體的區(qū)域環(huán)境或者是設(shè)計(jì)方案，加快方案設(shè)計(jì)分析設(shè)定，實(shí)現(xiàn)共同交流，優(yōu)化方案選擇?，F(xiàn)有的軟件包括ArcGIS、Civil3D、TerrainCAD 等等。

4.無(wú)人機(jī)航拍在工程測(cè)繪中的應(yīng)用

4.1 對(duì)航線進(jìn)行有效的規(guī)劃

具體的細(xì)化工作開(kāi)展前必須合理的進(jìn)行航海規(guī)劃，規(guī)劃研究?jī)?nèi)容必須包括相機(jī)參數(shù)、地形特點(diǎn)、作業(yè)范圍、精度要求，對(duì)于各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，保證準(zhǔn)確高效性。該環(huán)節(jié)十分重要，其對(duì)于后期遙感信息采集工作開(kāi)展提供重要的技術(shù)數(shù)據(jù)支持。

普遍的航線規(guī)劃包含幾項(xiàng)檢查內(nèi)容，首先要保證航線走向的合理性，認(rèn)真核實(shí)是否出現(xiàn)主點(diǎn)落水不利的情況，其次確保區(qū)域覆蓋的完整性和劃分的科學(xué)性；最后準(zhǔn)確的選擇攝像機(jī)基面，確立航高設(shè)置的準(zhǔn)確性。

4.2 體系化的相片控制

在布置向控點(diǎn)時(shí)，應(yīng)當(dāng)充分結(jié)合區(qū)域的具體狀況，并按照區(qū)域網(wǎng)進(jìn)行有效布點(diǎn)，區(qū)域網(wǎng)的大小和像控點(diǎn)之間的跨度應(yīng)綜合考慮成圖精度、 地面分辯率、產(chǎn)品用途、 地形特點(diǎn)等多種因素， 以能夠滿足空中三角測(cè)量精度為原則， 進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

5.實(shí)際應(yīng)用分析

5.1 新農(nóng)村建設(shè)測(cè)繪

測(cè)繪的主要內(nèi)容包括水系統(tǒng)、電力、交通、房屋等等。為了控制數(shù)據(jù)的精確，可以在開(kāi)展調(diào)查工作時(shí)不斷的糾正。具體可以根據(jù)《新農(nóng)村建設(shè)測(cè)繪保證服務(wù)技術(shù)大綱》開(kāi)展工作。

5.2 土石方測(cè)量

在無(wú)人機(jī)飛行的時(shí)候具有固定的高度，通過(guò)對(duì)于高度的計(jì)算可以得出一定的軌跡，軌跡研究可以推算出高程值，應(yīng)用現(xiàn)代化的三維軟件技術(shù)就可以得到土石方量。

5.3 地圖形測(cè)繪

根據(jù)實(shí)際的要求標(biāo)準(zhǔn)控制好無(wú)人機(jī)工作中的比例尺寸， 相機(jī)拍攝的分辨率， 重疊率等等。具體的圖片成像后，可以先進(jìn)行矢量化的處理，在通過(guò)實(shí)際的比較控制正確性，在此基礎(chǔ)上確定全部的坐標(biāo)和測(cè)繪。

5.4 體積計(jì)算的測(cè)量應(yīng)用

無(wú)人機(jī)航拍技術(shù)本身靈活性高，計(jì)算精確，安全可靠，經(jīng)濟(jì)節(jié)約，可以大力引用在測(cè)繪工作當(dāng)中，還對(duì)應(yīng)用在資源開(kāi)發(fā)，農(nóng)林監(jiān)測(cè)估產(chǎn)，體積測(cè)量當(dāng)中，于我國(guó)的城市建設(shè)和管理效率有很重要的作用。無(wú)人機(jī)航拍技術(shù)的應(yīng)用可以大幅度減少因?yàn)檎J(rèn)可度造成的糾紛問(wèn)題。為體積計(jì)算測(cè)量工作帶來(lái)了極大的方便。

6.結(jié)束語(yǔ)

傳統(tǒng)的技術(shù)已經(jīng)不能跟上測(cè)繪工作進(jìn)步的速度，當(dāng)下無(wú)人機(jī)航拍工作形式已經(jīng)被大范圍的應(yīng)用，工程建設(shè)中的測(cè)繪工作具有十分重要的意義，測(cè)繪工作的高效準(zhǔn)確性是保證質(zhì)量的前提。該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用是進(jìn)步發(fā)展的需要，其可以更快的提升測(cè)繪工作效率，是實(shí)現(xiàn)高效工作的保證。未來(lái)的工程測(cè)繪工作必將大量的使用該項(xiàng)技術(shù)，迎來(lái)發(fā)展的新時(shí)代。

參考文獻(xiàn)：

[1] 畢凱，李英成，丁曉波，劉飛.輕小型無(wú)人機(jī)航攝技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].測(cè)繪通報(bào).2015（03）.

[2] 李晴晴.無(wú)人機(jī)攝影測(cè)量技術(shù)在數(shù)字化地形測(cè)量的應(yīng)用[J].電腦知識(shí)與技術(shù). 2013（35）.

[3] 李永樹(shù).基于無(wú)人機(jī)技術(shù)的地形圖測(cè)繪研究[J].測(cè)繪.2011（04）.