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        探討工程測(cè)量測(cè)繪中無人機(jī)航拍技術(shù)要點(diǎn)

        2019-12-27 04:16:07桑超杰
        中國房地產(chǎn)業(yè)·上旬 2019年11期
        關(guān)鍵詞:無人機(jī)

        桑超杰

        【摘要】本文對(duì)無人機(jī)航拍系統(tǒng)的組成部分進(jìn)行介紹,并且簡(jiǎn)要列舉工程測(cè)量測(cè)繪中無人機(jī)航拍技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用方向,進(jìn)而指出此項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)。

        【關(guān)鍵詞】工程測(cè)量測(cè)繪;無人機(jī);航拍技術(shù)

        伴隨無人機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展,將其與工程測(cè)量測(cè)繪相結(jié)合,已經(jīng)受到了全世界的重視。此項(xiàng)技術(shù)能夠使工程測(cè)量測(cè)繪的精準(zhǔn)度得到有效提升,將更可靠的數(shù)據(jù)來源提供給工作人員。

        1、無人機(jī)航拍系統(tǒng)的組成部分

        1.1遙感信息處理系統(tǒng)

        在無人機(jī)的航拍系統(tǒng)當(dāng)中,遙感信息處理系統(tǒng)占據(jù)著極其重要的地位[1]。無人機(jī)航拍系統(tǒng)的核心任務(wù),便是對(duì)圖像信息進(jìn)行采集。然而需要注意的是,大部分初始圖像信息屬于雜亂無章、毫無價(jià)值的圖像信息,這就需要以某些手段及時(shí)處理圖像,而遙感圖像處理便可以被充分應(yīng)用到上述工作中,其關(guān)鍵任務(wù)便是標(biāo)注圖像中的數(shù)據(jù)。除此之外,還要應(yīng)用空中三角測(cè)量系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)三倍加密,進(jìn)而構(gòu)建出三維模型,最終生成所需的影像。三維建模系統(tǒng)也屬于遙感信息處理系統(tǒng)中的重要成分,其關(guān)鍵作用便是將具體影像數(shù)字模型構(gòu)建出來,并且借助建模軟件對(duì)原始數(shù)據(jù)加以分析,計(jì)算出最終結(jié)果后設(shè)計(jì)出最合理的方式。

        1.2遙感信息采集系統(tǒng)

        信息采集屬于無人機(jī)航拍系統(tǒng)的工作核心,而信息采集運(yùn)行最關(guān)鍵的媒介,即無人機(jī)飛行控制系統(tǒng),其重要內(nèi)容為借助定位導(dǎo)航系統(tǒng)自動(dòng)抵達(dá)指定區(qū)域,在此過程中,有關(guān)人員便需要借助先進(jìn)的信息技術(shù)對(duì)無人機(jī)陀螺以及加速度計(jì)等的實(shí)際工作狀況,以信息方式傳遞給工作人員,進(jìn)而對(duì)無人機(jī)實(shí)際運(yùn)行狀況加以了解,實(shí)現(xiàn)人為操控?zé)o人機(jī),確保其能夠及時(shí)到達(dá)待測(cè)地區(qū)。與此同時(shí),地面監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)于無人機(jī)的日常工作開展也提供了一些幫助。在通常情況下,無人機(jī)航拍功能的實(shí)現(xiàn),主要取決于IMU/GPS技術(shù),其決定了導(dǎo)航航空攝影能否得以順利進(jìn)行。一般來說,攝影師拍下來的畫面應(yīng)當(dāng)在第一時(shí)間被傳送至地面相關(guān)系統(tǒng)中,以便攝影師可以對(duì)自身拍攝情況加以評(píng)價(jià)、判斷,進(jìn)而在第一時(shí)間對(duì)所拍攝畫面進(jìn)行調(diào)整,而此時(shí)便需要地面監(jiān)控系統(tǒng)的及時(shí)配合。在此系統(tǒng)當(dāng)中,重點(diǎn)包含計(jì)算機(jī)、天線以及監(jiān)測(cè)軟件等。地面人員借助此系統(tǒng)監(jiān)測(cè)航拍狀況,并且還可以借助該系統(tǒng)把有關(guān)信息及時(shí)傳送至對(duì)應(yīng)的計(jì)算機(jī)當(dāng)中,確保分析以及處理等工作得以順利進(jìn)行,最終提升有關(guān)工作人員的工作質(zhì)量和效率。

        2、工程測(cè)量測(cè)繪中無人機(jī)航拍技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用

        2.1測(cè)量土石方

        無人機(jī)在飛行時(shí)高度固定,有關(guān)人員可以通過計(jì)算高度得到相應(yīng)的軌跡,對(duì)此軌跡加以研究,便能夠?qū)⒏叱讨低扑愠鰜?,進(jìn)而借助三維軟件將土石方的量計(jì)算出來[2]。

        如工程中,待測(cè)區(qū)約80000㎡,周邊電磁干擾不多,地勢(shì)開闊平坦。測(cè)量人員設(shè)置的飛行參數(shù)為:地面采樣率2.467cm,地面控制點(diǎn)3個(gè),飛行高度90m,旁向重疊率和航向重疊率均為80%。經(jīng)過測(cè)試可知,高程誤差僅為0.032m,其水平誤差不到0.05m,誤差均為厘米級(jí)別,最終測(cè)量精度與建筑工程1:500的土方測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)相符。

        2.2確定測(cè)量范圍以及規(guī)劃航線

        在通常情況下,無人機(jī)的飛行極限時(shí)長為1h,去除掉無人機(jī)的起飛、降落消耗,使得其最有效的拍攝時(shí)間大約是50min。所以,有關(guān)人員需要對(duì)無人機(jī)拍攝的時(shí)間進(jìn)行嚴(yán)格把控,從而避免由于能源不充足引發(fā)墜機(jī)事件。因此,需要有關(guān)人員對(duì)拍攝的航線進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃,從而使拍攝的效率得到有效提升。另外,為了確保無人機(jī)可以完整地完成航空測(cè)量,還應(yīng)對(duì)待測(cè)區(qū)域全景測(cè)繪進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃。有關(guān)人員需要結(jié)合具體狀況,以“鳥瞰”的模式將待測(cè)區(qū)域進(jìn)行劃分,使其成為兩側(cè)等距的長條形,隨后在區(qū)域中四角設(shè)置相應(yīng)標(biāo)志,進(jìn)而按照無人機(jī)續(xù)航能力、飛行速度設(shè)計(jì)合理的航拍流程,進(jìn)而使有關(guān)任務(wù)得以準(zhǔn)確落實(shí)。

        2.3測(cè)繪地形圖

        有關(guān)人員應(yīng)當(dāng)按照實(shí)際需求,對(duì)無人機(jī)在工作狀態(tài)中的尺寸比例、拍攝相機(jī)的重疊率、分辨率等展開標(biāo)準(zhǔn)控制。當(dāng)圖片成像之后,還應(yīng)當(dāng)對(duì)圖像展開矢量化處理,隨后經(jīng)由具體比對(duì)對(duì)其正確性加以控制,最終以此為基礎(chǔ)對(duì)所有測(cè)繪、坐標(biāo)加以確定。

        3、工程測(cè)量測(cè)繪中無人機(jī)航拍技術(shù)的要點(diǎn)

        3.1應(yīng)用于特殊環(huán)境

        (1)高原區(qū)域:此處空氣密度較小,無人機(jī)旋翼亟需更高轉(zhuǎn)速保持升力,然而卻會(huì)導(dǎo)致耗電速度加快。有關(guān)人員應(yīng)當(dāng)對(duì)無人機(jī)電池情況進(jìn)行全程監(jiān)控,避免其墜落。

        (2)低溫環(huán)境:無人機(jī)若想在此條件下開展工作,便需要提前更換減振柱或者減振橡膠,從而最大限度地降低此環(huán)境為航拍質(zhì)量帶來的不良影響。同時(shí),在此環(huán)境當(dāng)中,無人機(jī)鋰電池也會(huì)受到影響,即隨著溫度的下降,電池化學(xué)活性會(huì)隨之下降,一旦溫度更低,便會(huì)導(dǎo)致電池放電能力急劇下降。所以,有關(guān)人員為了避免出現(xiàn)無人機(jī)墜毀事件,應(yīng)當(dāng)在操作時(shí)于低空進(jìn)行懸停,并保持超過1min,以便對(duì)其在此環(huán)境下的表現(xiàn)狀況進(jìn)行了解,進(jìn)而對(duì)其飛行計(jì)劃進(jìn)行合理調(diào)整。

        3.2申報(bào)無人機(jī)航拍

        政府有關(guān)部門針對(duì)無人機(jī)航拍出臺(tái)了相應(yīng)法律法規(guī),加之無人機(jī)在航拍過程中自身飛行的特點(diǎn),使得此項(xiàng)工作申報(bào)流程較為特殊。有關(guān)法律法規(guī)中指出,無人機(jī)屬于無人駕駛的一種航空器,其使用、操作必須嚴(yán)格遵循航空規(guī)定展開,同時(shí)也需要操作人員具備相應(yīng)的操作執(zhí)照。

        與此同時(shí),有關(guān)人員在使用、操作無人機(jī)前,應(yīng)該提前對(duì)飛行空域進(jìn)行申報(bào),并且于正式飛行前15h向相關(guān)部門申報(bào)此次飛行的具體計(jì)劃,通常申報(bào)之后的3h內(nèi)便能夠收到回復(fù)。為了進(jìn)一步確認(rèn),飛行前有關(guān)人員還應(yīng)當(dāng)打電話核實(shí)一遍。

        3.3穩(wěn)定航拍的畫質(zhì)

        區(qū)別于消費(fèi)型無人機(jī),航拍型無人機(jī)對(duì)于拍攝畫質(zhì)有著極高的要求。需要注意的是,并非僅僅拍攝出高分辨率圖像即可,相關(guān)工作要求無人機(jī)應(yīng)當(dāng)長時(shí)間、持續(xù)性地拍攝目標(biāo)物,有著很高的拍攝要求,同時(shí)對(duì)于拍攝距離以及拍攝角度也有著特定要求;此外對(duì)于畫面防抖以及目標(biāo)凝視的標(biāo)準(zhǔn)也很高。這就要求有關(guān)人員應(yīng)該將穩(wěn)定的平臺(tái)(例如陀螺儀穩(wěn)定測(cè)距儀)安裝在無人機(jī)上。無人機(jī)對(duì)于陀螺儀的穩(wěn)定性、靈活性有一定要求,因此,通常都會(huì)使用集成度高且重量小微機(jī)電陀螺組件。這主要是因?yàn)樵撛O(shè)備擁有對(duì)平臺(tái)角速以及角度加以檢測(cè)的功能,隨后還可以把信息及時(shí)反饋至平臺(tái)的驅(qū)動(dòng)電機(jī),如此便能使飛行器姿態(tài)改變的影響被控制在最低,并且確保該平臺(tái)上攝像機(jī)擁有較穩(wěn)定的視軸。

        如果外部風(fēng)力較大,為了保證畫質(zhì),有關(guān)人員應(yīng)當(dāng)積極應(yīng)用并掌握云臺(tái)。無人機(jī)在抗風(fēng)時(shí)會(huì)旋轉(zhuǎn)或者傾斜,使攝像頭角度改變、畫質(zhì)降低。運(yùn)用云臺(tái)后,便能將以上問題有效解決,同時(shí)還應(yīng)搭配合適的減振橡膠、減震墊。

        結(jié)論:

        總體而言,無人機(jī)航拍技術(shù)尚屬于一類全新的技術(shù),其應(yīng)用價(jià)值和應(yīng)用優(yōu)勢(shì)都很大。因此,有關(guān)部門應(yīng)當(dāng)對(duì)此技術(shù)展開更深層次的研究和開發(fā),多與他國有關(guān)人員增加合作以及經(jīng)驗(yàn)交流。將此技術(shù)應(yīng)用到工程測(cè)量測(cè)繪,可為此領(lǐng)域帶來極大便利,有關(guān)人員必須對(duì)此予以高度重視。

        參考文獻(xiàn):

        [1]賈海光.無人機(jī)航拍技術(shù)在地質(zhì)工程測(cè)量測(cè)繪中的應(yīng)用探析[J].世界有色金屬,2017(12):48-49.

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