姚岐

摘? 要：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，測(cè)繪裝備和技術(shù)也快速發(fā)展。其中，無(wú)人機(jī)在測(cè)繪領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用，并且無(wú)人機(jī)相關(guān)的測(cè)繪技術(shù)、測(cè)繪系統(tǒng)也在逐漸建立和完善，保證了測(cè)繪數(shù)據(jù)獲取的快速性和準(zhǔn)確性。該文對(duì)無(wú)人機(jī)進(jìn)行了介紹，對(duì)無(wú)人機(jī)在測(cè)繪工程中的應(yīng)用控制要點(diǎn)進(jìn)行了分析，并探究了無(wú)人機(jī)在地理國(guó)情監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：無(wú)人機(jī);測(cè)繪工程;應(yīng)用技術(shù)

中圖分類(lèi)號(hào)：P231? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 引言

隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的迅速發(fā)展，地表形態(tài)也發(fā)生了一定的變化，為了更加了解和掌握地表的地理空間數(shù)據(jù)，就需要對(duì)地表進(jìn)行測(cè)繪工作。在測(cè)繪新技術(shù)中，無(wú)人機(jī)技術(shù)能夠獲取地表上地物、地貌的空間情況，并能對(duì)地表變化進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，因此應(yīng)用比較廣泛。無(wú)人機(jī)技術(shù)主要是靠飛行平臺(tái)載體、機(jī)載遙感設(shè)備和相應(yīng)的地面輔助設(shè)備進(jìn)行工作的，同時(shí)還結(jié)合了多種技術(shù)，象無(wú)人駕駛飛行器技術(shù)、攝影測(cè)量技術(shù)和遙測(cè)遙控技術(shù)等，該技術(shù)的應(yīng)用不僅減少了相關(guān)工作人員的工作量，還提供了測(cè)繪工作效率，確保測(cè)繪數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度。

1 無(wú)人機(jī)

無(wú)人機(jī)是指通過(guò)無(wú)線(xiàn)電遙控設(shè)備和自備的控制裝置，進(jìn)行相關(guān)飛行操作的不載人飛行器。隨著科技的發(fā)展，無(wú)人機(jī)已經(jīng)擁有很多種類(lèi)型，象多旋翼無(wú)人飛行器、固定翼無(wú)人機(jī)、無(wú)人直升機(jī)等。具體來(lái)說(shuō)，多旋翼無(wú)人飛行器又被稱(chēng)為多旋翼直升機(jī)，其組織構(gòu)成特點(diǎn)是擁有多種螺旋槳且在機(jī)身周邊均勻分布，其具有懸停功能，常用于拍攝懸停狀態(tài)下的圖片;固定翼無(wú)人機(jī)，該機(jī)屬于微型機(jī)，其是以電池為主要?jiǎng)恿δ茉?，電?dòng)機(jī)具有噪聲小、隱蔽性好的特點(diǎn)，適用于裝載有高清攝像頭的航空攝影測(cè)繪工程。

2 無(wú)人機(jī)在測(cè)繪工程中的應(yīng)用技術(shù)分析

2.1 無(wú)人機(jī)航拍技術(shù)在測(cè)繪工程中的應(yīng)用

在測(cè)繪工程中，無(wú)人機(jī)航拍技術(shù)的應(yīng)用主要包括4個(gè)方面，即航線(xiàn)規(guī)劃與測(cè)量范圍確定、測(cè)量區(qū)域控制網(wǎng)建立、測(cè)量數(shù)據(jù)的處理、無(wú)人機(jī)測(cè)量精度的控制。其中，航線(xiàn)規(guī)劃與測(cè)量范圍的確定，主要是通過(guò)嚴(yán)格控制無(wú)人機(jī)的拍攝時(shí)間來(lái)保證拍攝的有效性，因?yàn)橐话銦o(wú)人機(jī)的飛行極限時(shí)間為1小時(shí)，有效拍攝時(shí)間為50 min左右。因此需要合理規(guī)劃拍攝航線(xiàn)以及待測(cè)工程的全境測(cè)繪區(qū)域，只有這樣才能保證無(wú)人機(jī)測(cè)量任務(wù)的全面完整執(zhí)行。測(cè)量區(qū)域控制網(wǎng)建立，主要是對(duì)工程測(cè)繪任務(wù)的進(jìn)一步細(xì)化，主要實(shí)施步驟為：一是根據(jù)待測(cè)區(qū)域面積的大小，進(jìn)行相應(yīng)等級(jí)、規(guī)?？刂凭W(wǎng)絡(luò)的建立;二是在該控制網(wǎng)區(qū)域內(nèi)設(shè)置GPS坐標(biāo)點(diǎn)，以便三維坐標(biāo)系的處理和相關(guān)數(shù)據(jù)的處理。在處理測(cè)量數(shù)據(jù)的過(guò)程中首先就需要在無(wú)人機(jī)外業(yè)飛行任務(wù)完成之后科學(xué)、謹(jǐn)慎地開(kāi)展相關(guān)影像的選擇工作，從中挑選出影像之后的處理工作則需要借助GPS導(dǎo)航數(shù)據(jù)與快速排片軟件來(lái)完成;其次是用事先得出的檢校參數(shù)預(yù)處理無(wú)人機(jī)取得的原始影像數(shù)據(jù)，以實(shí)現(xiàn)相機(jī)透鏡畸變?nèi)毕萦绊懙南?再次測(cè)區(qū)影像空間坐標(biāo)與姿態(tài)信息則需要借助平差操作來(lái)獲取;最后將以上操作中所獲取的相關(guān)數(shù)據(jù)輸入攝影測(cè)量專(zhuān)用軟件中得出立體測(cè)圖和所測(cè)地區(qū)的大比例尺地形圖。

無(wú)人機(jī)測(cè)量精度的控制，主要是通過(guò)選擇適宜的天氣、采用適宜的平臺(tái)和軟件來(lái)保證無(wú)人機(jī)測(cè)量的精度。無(wú)人機(jī)航拍任務(wù)的實(shí)施盡量選擇在晴朗天氣、可見(jiàn)度高的環(huán)境下進(jìn)行，不僅可以保證影像色彩與地面信息獲取的完整性，還可以避免由于霧霾等因素影響導(dǎo)致影像曝光，降低了成圖精度的損傷。另外，無(wú)人機(jī)在執(zhí)行航空測(cè)量任務(wù)時(shí)，也會(huì)受到風(fēng)力、氣流等因素的影響，為了保證航拍影像的清晰性，應(yīng)采用二維姿態(tài)穩(wěn)定平臺(tái)，該平臺(tái)在小范圍短時(shí)間內(nèi)，不會(huì)受到太大風(fēng)力變化的影響。由于受到無(wú)人機(jī)本身體型以所攜帶攝影設(shè)備的限制，在獲取航空影像畫(huà)面時(shí)通常畫(huà)面的比例相對(duì)較小，在平差解算時(shí)如果采用原有的空三軟件，多測(cè)區(qū)處理時(shí)會(huì)出現(xiàn)各種錯(cuò)誤，因此應(yīng)選擇適宜的平差軟件，目前使用較多的為PATB平差軟件。

2.2 無(wú)人機(jī)測(cè)繪遙感系統(tǒng)的技術(shù)應(yīng)用

近年來(lái)，無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)在測(cè)繪工作中得到了廣泛的應(yīng)用。而無(wú)人測(cè)繪工程測(cè)量遙感系統(tǒng)能夠通過(guò)小型數(shù)碼相機(jī)，完成定點(diǎn)曝光攝影與自動(dòng)盤(pán)旋的修正操作任務(wù)，目前其主要包括雙發(fā)型、倒桅尾以及垂直尾3種型號(hào)。經(jīng)調(diào)查表明，無(wú)人測(cè)繪遙感技術(shù)常常應(yīng)用在農(nóng)村基建工程，究其原因，是其造價(jià)成本低且具有機(jī)動(dòng)性、適應(yīng)性等高性能，適合于資金消耗較少的工程測(cè)繪中。就征地測(cè)量來(lái)說(shuō)，其目的是將集體所有土地轉(zhuǎn)換成國(guó)有土地，但在工作實(shí)際進(jìn)行過(guò)程中，對(duì)于一些坡度較大的土地征收如何測(cè)量，存在著一定的爭(zhēng)議，相關(guān)管理部門(mén)的規(guī)定是以平面面積為基準(zhǔn)面積，而村民認(rèn)為準(zhǔn)確面積應(yīng)根據(jù)土地斜面來(lái)計(jì)算。針對(duì)上述情況，相關(guān)技術(shù)人員對(duì)土地測(cè)量進(jìn)行無(wú)人機(jī)航測(cè)，充分利用正射影相圖勾繪技術(shù)，保證面積測(cè)量的準(zhǔn)備性，使相關(guān)管理部門(mén)與村民達(dá)到共識(shí)，降低了影響。

2.3 無(wú)人飛艇低空航測(cè)系統(tǒng)的技術(shù)應(yīng)用

無(wú)人飛艇通過(guò)借助要輕于空氣的氣體本身所具備的升力上升到一定高度來(lái)完成相應(yīng)的飛行測(cè)繪工作，在歸類(lèi)過(guò)程中可以將無(wú)人飛艇歸類(lèi)為是一種航空器，它和系留氣球具備一定的差異，無(wú)人飛艇內(nèi)部帶有動(dòng)力系統(tǒng)來(lái)自主完成飛行的各種操作。無(wú)人飛艇裝有低空航測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)有自動(dòng)檢校功能的特寬高清數(shù)碼相機(jī)，能夠提升影像的高分辨率，保證數(shù)據(jù)信息的可靠性;同時(shí)該系統(tǒng)利用軟件進(jìn)行校驗(yàn)，對(duì)測(cè)繪誤差進(jìn)行有效控制。總之，該系統(tǒng)的應(yīng)用可以極大程度上降低成像系統(tǒng)的重量，滿(mǎn)足無(wú)人機(jī)低空航測(cè)的質(zhì)量要求。

3 無(wú)人機(jī)在地理國(guó)情監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用探究

為了促進(jìn)我國(guó)測(cè)繪和地理信息未來(lái)的發(fā)展，就需要進(jìn)行地理國(guó)情監(jiān)測(cè)。在國(guó)家測(cè)繪研究院、地方測(cè)繪研究院等單位共同作用下，對(duì)多個(gè)監(jiān)測(cè)技術(shù)平臺(tái)進(jìn)行了試驗(yàn)研究，最終建立了國(guó)家級(jí)地理國(guó)情監(jiān)測(cè)試點(diǎn)?；趪?guó)家測(cè)繪相關(guān)單位和技術(shù)人員對(duì)無(wú)人機(jī)研究，使無(wú)人機(jī)技術(shù)在國(guó)情監(jiān)測(cè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。主要包括以下幾方面。

3.1 農(nóng)林、國(guó)土、環(huán)境監(jiān)測(cè)

地理國(guó)情監(jiān)測(cè)的基礎(chǔ)內(nèi)容包括農(nóng)林監(jiān)測(cè)、國(guó)土監(jiān)測(cè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)。以前這些基本內(nèi)容的監(jiān)測(cè)方法，主要是通過(guò)國(guó)外衛(wèi)星數(shù)據(jù)和影像長(zhǎng)時(shí)間序列的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，然而隨著動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)要求的不斷提高，使上述方法無(wú)法滿(mǎn)足現(xiàn)代的需求。近年來(lái)，無(wú)人機(jī)技術(shù)的發(fā)展及其優(yōu)勢(shì)是顯而易見(jiàn)的，技術(shù)人員將其應(yīng)用到農(nóng)林、國(guó)土、環(huán)境等監(jiān)測(cè)中。象在對(duì)鄂爾多斯市東勝區(qū)進(jìn)行區(qū)域土地動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)時(shí)，應(yīng)用了無(wú)人機(jī)技術(shù)，提高了影像的分辨率、保證航拍數(shù)據(jù)的高精度。

3.2 地質(zhì)礦產(chǎn)勘查、測(cè)繪制圖

就地質(zhì)礦區(qū)來(lái)說(shuō)，現(xiàn)階段我國(guó)存在著一些問(wèn)題，象礦產(chǎn)資源規(guī)劃執(zhí)行情況不清晰、礦山實(shí)時(shí)監(jiān)控欠缺。為了更好地了解和掌握礦區(qū)的地質(zhì)情況，則需要對(duì)其進(jìn)行勘測(cè)。無(wú)人機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，能夠觀測(cè)礦產(chǎn)開(kāi)發(fā)引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害（地面沉陷范圍、地裂縫長(zhǎng)度、塌陷坑位置等），為礦產(chǎn)開(kāi)采提供了依據(jù)，保障開(kāi)采工作的安全性。另外，無(wú)人機(jī)測(cè)繪是現(xiàn)階段測(cè)繪成圖應(yīng)用最廣泛的方法，隨著無(wú)人機(jī)遙感航攝系統(tǒng)的建立，為小城鎮(zhèn)、新農(nóng)村建設(shè)的測(cè)繪服務(wù)提供了保障，為小城鎮(zhèn)、新農(nóng)村規(guī)劃建設(shè)提供了依據(jù);同時(shí)該技術(shù)還為不同建筑工程（公路工程、鐵路工程、石油工程等）的設(shè)計(jì)、實(shí)施、監(jiān)測(cè)等系統(tǒng)的建設(shè)提供了技術(shù)支持，完成了工程的測(cè)繪任務(wù)，從而在一定程度上保證各工程的建設(shè)質(zhì)量。

4 結(jié)語(yǔ)

總之，無(wú)人機(jī)的類(lèi)別有很多，在實(shí)際的測(cè)繪工作中，應(yīng)根據(jù)工程需要選擇適宜的無(wú)人機(jī)。隨著無(wú)人機(jī)技術(shù)和系統(tǒng)的不斷發(fā)展，其不僅保證測(cè)繪工作的有效開(kāi)展，還監(jiān)測(cè)了一些災(zāi)害和地理國(guó)情，促進(jìn)了國(guó)家的建設(shè)與發(fā)展。

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