陶楊

（安徽城市管理職業(yè)學(xué)院，安徽 合肥230000）

1 背景概述

無(wú)人機(jī)技術(shù)即無(wú)人機(jī)遙感技術(shù), 是通過(guò)利用無(wú)線裝置來(lái)控制無(wú)人機(jī),實(shí)現(xiàn)快速的獲取信息的先進(jìn)技術(shù)。無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)具有自動(dòng)化,信息化,智能化,數(shù)據(jù)化等優(yōu)勢(shì),在各個(gè)行業(yè)應(yīng)用中顯示其突出特點(diǎn)。傳統(tǒng)的地面測(cè)繪信息的采集主要是依靠人工,衛(wèi)星或載人飛機(jī)來(lái)獲取, 但采集信息的外在環(huán)境影響大、成本費(fèi)用高、信息處理和更新速度慢等限制了在測(cè)繪工程的應(yīng)用。無(wú)人機(jī)技術(shù)主要的配套設(shè)施包括： 無(wú)人機(jī)平臺(tái)、GPS 定位處理系統(tǒng)、高分辨率的數(shù)碼傳感器以及數(shù)據(jù)分析平臺(tái), 是將計(jì)算機(jī)技術(shù)、GPS 導(dǎo)航、和信息通訊技術(shù)及數(shù)據(jù)處理技術(shù)相融合的高新技術(shù)。相比之下,無(wú)人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)成本低、操作簡(jiǎn)便、成像顯示清晰、采集周期短等優(yōu)點(diǎn)[1],這些優(yōu)點(diǎn)彌補(bǔ)了傳統(tǒng)的測(cè)繪手段的不足和缺陷。目前, 無(wú)人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)研究取得了重大進(jìn)展,本文通過(guò)對(duì)無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)分析, 加強(qiáng)大家對(duì)此無(wú)人機(jī)測(cè)繪技術(shù)的認(rèn)知, 為后續(xù)測(cè)繪技術(shù)的發(fā)展做出了展望及該技術(shù)的應(yīng)用瓶頸進(jìn)行具體的分析。

2 無(wú)人機(jī)測(cè)繪技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

2.1 快速高效的監(jiān)測(cè)過(guò)程

鑒于無(wú)人機(jī)技術(shù)無(wú)需實(shí)際的駕駛員操作,極大的降低了機(jī)體的重量,使無(wú)人機(jī)飛行操作更簡(jiǎn)便。無(wú)人機(jī)較小的體積體現(xiàn)出操作的靈活性強(qiáng)及使用時(shí)的場(chǎng)地要求低。隨著無(wú)人機(jī)技術(shù)的革新及配件的日益完善,受到環(huán)境因素的影響會(huì)逐漸降低,使用的智能化會(huì)逐漸體現(xiàn),技術(shù)人員運(yùn)行的專業(yè)技術(shù)要求會(huì)逐漸降低。運(yùn)營(yíng)成本低。隨著遙感技術(shù)的融入,無(wú)人機(jī)技術(shù)應(yīng)用范圍越來(lái)越廣,市場(chǎng)需求越來(lái)越大,獲得巨大的發(fā)展動(dòng)力。利用無(wú)人機(jī)測(cè)繪往往能夠快速到達(dá)監(jiān)測(cè)區(qū)域, 其自身的設(shè)計(jì)參數(shù)能夠作出快速的判斷及實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)作出分析。正常無(wú)人機(jī)監(jiān)測(cè)的設(shè)計(jì)范圍為300-350 平方公里, 超過(guò)該面積的需重新設(shè)計(jì)參數(shù),較大的監(jiān)測(cè)面積體現(xiàn)出工作效率的提升[2]。監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)后會(huì)得出一系列圖像信息,快速對(duì)其分析,得出該區(qū)域的實(shí)際情況。比如在出現(xiàn)一些緊急的突發(fā)性事件, 采用無(wú)人機(jī)測(cè)繪技術(shù)可以及時(shí)處理突發(fā)事件,縮短必要工作時(shí)間,減小不必要的經(jīng)濟(jì)損失。在土地調(diào)查、城市規(guī)劃、野外作業(yè)等領(lǐng)域效果明顯,在保證監(jiān)測(cè)精度的同時(shí)還可保證效率,減少人員時(shí)間。

2.2 宏觀的監(jiān)測(cè)區(qū)域

無(wú)人機(jī)遙感測(cè)繪進(jìn)行小范圍監(jiān)測(cè)管理和數(shù)據(jù)收集, 實(shí)現(xiàn)對(duì)狹小的地理空間進(jìn)行監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)采集,同時(shí),無(wú)人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)主要運(yùn)用光譜分析技術(shù)和計(jì)算機(jī)處理軟件, 對(duì)監(jiān)測(cè)區(qū)域?qū)崿F(xiàn)同時(shí)多架、多角度、多次的大范圍的數(shù)據(jù)分析和信息采集,對(duì)更大范圍和空間進(jìn)行監(jiān)測(cè), 在各個(gè)階段都會(huì)是體現(xiàn)出良好的精準(zhǔn)度。此外,無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)還可以通過(guò)三維模擬技術(shù),更為真實(shí)的模擬宏觀情景為應(yīng)急事件的處理等提供準(zhǔn)確、宏觀的技術(shù)信息。在需要進(jìn)行大范圍監(jiān)測(cè)時(shí),可以啟用多臺(tái)無(wú)人機(jī)連續(xù)無(wú)死角的測(cè)量,建立局部區(qū)域數(shù)據(jù)分析平臺(tái),實(shí)現(xiàn)多臺(tái)無(wú)人機(jī)數(shù)據(jù)共享和整合,及時(shí)處理無(wú)人機(jī)傳輸?shù)男畔ⅰ?/p>

2.3 處理信息效率高無(wú)人機(jī)導(dǎo)出的圖像分辨率更高,與傳統(tǒng)衛(wèi)星導(dǎo)航影像相比,達(dá)到0.1-0.5 米范圍[3]。在土木工程測(cè)量時(shí),測(cè)量的目標(biāo)有時(shí)會(huì)出現(xiàn)遮蔽現(xiàn)象, 衛(wèi)星導(dǎo)航或者儀器難以照準(zhǔn)觀測(cè)目標(biāo),或是在地面觀測(cè)難以確定對(duì)象范圍時(shí),利用無(wú)人機(jī)測(cè)繪技術(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè),可以提高監(jiān)測(cè)區(qū)域的信息獲取速度。無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)與GIS 技術(shù)快速集成,迅速搭建監(jiān)測(cè)應(yīng)用系統(tǒng)。從目前監(jiān)測(cè)指標(biāo)來(lái)看,無(wú)人機(jī)測(cè)繪都具有符合標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)間、空間分辨率,測(cè)繪局和測(cè)繪公司所用的航攝用的無(wú)人機(jī)能保證精度對(duì)測(cè)區(qū)進(jìn)行監(jiān)測(cè)、采集測(cè)量數(shù)據(jù),并獲取就具體的地物地貌信息,在測(cè)量工程中有廣泛的應(yīng)用。

2.4 安全可靠性在安全及可靠性上,雖然無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)在我國(guó)使用的時(shí)間并不是很長(zhǎng), 但是隨著我國(guó)人工智能技術(shù)的不斷創(chuàng)新研究,測(cè)量行業(yè)對(duì)地質(zhì)測(cè)量工作的要求越來(lái)越高,無(wú)人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)的使用也就應(yīng)運(yùn)而生。無(wú)人機(jī)遙感測(cè)繪在一定程度上比人為的測(cè)量結(jié)果更安全和可靠。該技術(shù)的運(yùn)用可以極大的釋放人力,測(cè)量人員只要操作無(wú)人機(jī),無(wú)需帶著測(cè)量設(shè)施親身去現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的監(jiān)測(cè),避免環(huán)境產(chǎn)生的安全問(wèn)題,尤其是惡劣的野外環(huán)境及特殊區(qū)域。因此,無(wú)人機(jī)技術(shù)的應(yīng)用在很大程度上保證了科研人員和操作人員的安全,在地質(zhì)監(jiān)測(cè)方面,展現(xiàn)出巨大的潛力和實(shí)用性。

3 無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用

3.1 復(fù)雜地區(qū)工程測(cè)繪中的應(yīng)用

傳統(tǒng)的導(dǎo)航攝影測(cè)量對(duì)地形環(huán)境要求比較高, 無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)可以應(yīng)用到地形環(huán)境不理想的地區(qū)。在特殊復(fù)雜的地區(qū),比如有云霧天氣或地形起伏劇烈的地區(qū)使用傳統(tǒng)攝影測(cè)量效果不理想,運(yùn)用無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)來(lái)進(jìn)行測(cè)繪,無(wú)人機(jī)航測(cè)受地形因素影響較小,能保證測(cè)繪精度。無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)采用無(wú)人服務(wù)系統(tǒng),推廣和普及測(cè)繪這項(xiàng)技術(shù)的科學(xué)技術(shù)化,在特殊復(fù)雜工程監(jiān)測(cè)時(shí),可以廣泛運(yùn)用和信息化管理,提高整體管理水平和監(jiān)測(cè)精度。例如在進(jìn)行礦山的測(cè)繪時(shí), 必然會(huì)導(dǎo)致礦山周邊環(huán)境的破壞, 但是利用無(wú)人機(jī)測(cè)繪技術(shù)不僅加強(qiáng)了測(cè)繪的精度和礦山的保護(hù),而且人員安全得到保障,不涉及危險(xiǎn)作業(yè)。

3.2 低空監(jiān)測(cè)時(shí)無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)的應(yīng)用

通過(guò)無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)中的無(wú)人飛艇低空航測(cè)技術(shù),在海拔較高的山區(qū)中,視線不好或者環(huán)境條件惡劣的情況之下,使用無(wú)人機(jī)遙感的拍攝技術(shù)獲取高清影像資料。另外,通過(guò)無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)展開(kāi)低空航拍,利用低空數(shù)碼相機(jī)以及無(wú)人飛艇低空航測(cè),降低測(cè)繪誤差。采用專門(mén)的數(shù)據(jù)處理軟件,利用軟件的邏輯性和智能化提高無(wú)人機(jī)自動(dòng)化的信息處理技術(shù)水平。無(wú)人機(jī)技術(shù)自動(dòng)化的使用解決傳統(tǒng)低空航測(cè)測(cè)定中數(shù)據(jù)處理的瓶頸, 信息處理精確度及可靠性的提升。因此,可以得出無(wú)人機(jī)的遙感技術(shù)提供更多的技術(shù)支持,而且具體操作更加靈活方便,對(duì)于圖像的捕捉更加清晰。

3.3 數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理中的應(yīng)用

在數(shù)據(jù)采集過(guò)程中,無(wú)人機(jī)利用變焦數(shù)碼相機(jī),先標(biāo)定變焦鏡頭,在分析標(biāo)定結(jié)果,找出焦距與相機(jī)和畸變系統(tǒng)參數(shù)之間的關(guān)系,快速獲得高質(zhì)量的影像資料,便于后期數(shù)據(jù)的分析[4]。傳統(tǒng)的室外測(cè)量后會(huì)通過(guò)人工進(jìn)行紙質(zhì)記錄和數(shù)據(jù)分析, 會(huì)出現(xiàn)圖紙和數(shù)據(jù)的混亂。無(wú)人機(jī)則會(huì)利用計(jì)算機(jī)技術(shù)記錄保存數(shù)據(jù),進(jìn)行自動(dòng)的排序,合理篩選數(shù)據(jù)。通過(guò)處理軟件進(jìn)行繪圖或直接得出相關(guān)系數(shù),直接明了的反應(yīng)測(cè)繪數(shù)據(jù)所得出的結(jié)論,并且保存完整,有效的數(shù)據(jù),以供后續(xù)研究。

4 無(wú)人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)的展望

隨著人工智能時(shí)代的到來(lái)和科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展,新興的測(cè)繪技術(shù)必將取代傳統(tǒng)的測(cè)量技術(shù)。無(wú)人機(jī)技術(shù)在其平衡度及操作控制方面的日益完善,配套拍攝精度的提高,監(jiān)測(cè)過(guò)程信息處理的快速及自動(dòng)化, 導(dǎo)致無(wú)人機(jī)測(cè)繪技術(shù)必然會(huì)替代傳統(tǒng)的測(cè)量技術(shù)。同時(shí),通過(guò)理論研究和實(shí)踐操作及大量的工程項(xiàng)目,提高了工程測(cè)量中無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)使用, 保證了各項(xiàng)工程測(cè)繪工作的順利實(shí)施。無(wú)人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)需自我完善的幾個(gè)方面包括：傳感器的精度,環(huán)境因素的抗干擾性,信息處理的智能化,無(wú)人機(jī)自身的結(jié)構(gòu)研發(fā),監(jiān)測(cè)范圍的擴(kuò)大化,配套設(shè)備(攝像,坐標(biāo)定位等)的精細(xì)化。因此,無(wú)人機(jī)測(cè)繪技術(shù)的廣泛運(yùn)用還有待繼續(xù)研究,克服其自身的問(wèn)題點(diǎn)才能發(fā)揮其特有的優(yōu)勢(shì)。

5 結(jié)論

近幾年來(lái)測(cè)量行業(yè)對(duì)無(wú)人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)的重視程度和科研人員的不斷開(kāi)發(fā)創(chuàng)新, 無(wú)人機(jī)測(cè)繪技術(shù)已廣泛應(yīng)用于工程測(cè)量工作,有效地提升了整個(gè)測(cè)量的簡(jiǎn)便性和準(zhǔn)確性,即將成為一種發(fā)展趨勢(shì)。無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)推出,為整個(gè)的測(cè)繪工程發(fā)展提出了新的方向,在測(cè)繪技術(shù)上的創(chuàng)新,為整個(gè)的測(cè)繪工程不斷發(fā)展提供了良好技術(shù)支持。但是無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)依然存在不少的技術(shù)難題,還需要進(jìn)行不斷的摸索以及實(shí)踐。