冉慶濤

新疆雙河勘測(cè)設(shè)計(jì)有限公司，中國(guó)·新疆 雙河 833400

無人機(jī)航測(cè)；水利工程；航測(cè)技術(shù)

1 引言

由于高額的投資和技術(shù)要求，現(xiàn)行的大型機(jī)載航空攝影法在一定程度上限制了航空測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用，使其難以滿足小區(qū)域快速更新圖像數(shù)據(jù)的基本要求。輕型和小型無人機(jī)載體具有靈活性高和可操作性強(qiáng)的特點(diǎn)，為現(xiàn)代數(shù)據(jù)的采集和工程測(cè)繪提供了新的手段，極大地促進(jìn)了測(cè)繪地理信息產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。

2 無人機(jī)航測(cè)技術(shù)的相關(guān)概述

當(dāng)前，隨著社會(huì)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，需要對(duì)中國(guó)重大建設(shè)項(xiàng)目進(jìn)一步調(diào)查，無人機(jī)航測(cè)技術(shù)已在此背景下得到了廣泛應(yīng)用。該技術(shù)主要是將照相設(shè)備運(yùn)輸?shù)綗o人機(jī)設(shè)備以獲得航空測(cè)量的工程數(shù)據(jù)，然后專業(yè)人員對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，獲得工程數(shù)據(jù)信息，最終創(chuàng)建整個(gè)項(xiàng)目的地形圖。該技術(shù)具有專業(yè)化、智能化和自動(dòng)化的特點(diǎn)，大大減少了相關(guān)員工的工作量，提高了整個(gè)項(xiàng)目的工作效率。

無人機(jī)航測(cè)技術(shù)具有眾多的突出優(yōu)勢(shì)，在水利工程的應(yīng)用中具有關(guān)鍵作用。首先，無人機(jī)的使用在測(cè)繪過程中有很多選擇，無人機(jī)不需要對(duì)起飛地點(diǎn)提出額外要求，不需要專門的飛機(jī)起飛跑道，僅需要小型單位進(jìn)行起飛，因此無人機(jī)的快速起飛能力使無人機(jī)具有強(qiáng)大的應(yīng)急功能，并且可以在外部環(huán)境變化時(shí)起飛和降落。由于無人機(jī)體積小，可以適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境下的低空飛行。低空飛行可以使無人機(jī)捕獲的圖像更加清晰，數(shù)據(jù)采集更加清晰，從而無需進(jìn)行復(fù)雜的技術(shù)處理[1]。

3 無人機(jī)航測(cè)技術(shù)的技術(shù)要求

在中國(guó)的水利工程測(cè)量中，無人機(jī)被廣泛使用，無人機(jī)測(cè)繪工作的研究和指導(dǎo)工作是提高中國(guó)水利建設(shè)水平、促進(jìn)中國(guó)工農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要任務(wù)。除了提高水利測(cè)繪的準(zhǔn)確性外，還可以提高測(cè)繪作業(yè)的安全性，分析無人機(jī)的重要優(yōu)勢(shì)和無人機(jī)的當(dāng)前應(yīng)用，并制定完整的無人機(jī)航測(cè)應(yīng)用計(jì)劃，對(duì)提高中國(guó)的節(jié)水水平十分關(guān)鍵。在進(jìn)行無人機(jī)航測(cè)的過程中，需要掌握一些關(guān)鍵技術(shù)，如傳感器技術(shù)、遙感技術(shù)等。要想提高無人機(jī)航空測(cè)繪的水平，就必須對(duì)這些關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行深入的研究。無人機(jī)測(cè)繪在水利工程勘測(cè)中具有明顯的優(yōu)勢(shì)，由于其成本較低，操作相對(duì)簡(jiǎn)單，在局部測(cè)繪中起著重要的作用。

3.1 無人機(jī)遙感技術(shù)的技術(shù)要求

在山區(qū)進(jìn)行節(jié)水勘測(cè)和制圖時(shí)，無人機(jī)的遙感技術(shù)是確?？睖y(cè)和制圖質(zhì)量和安全的一項(xiàng)重要技術(shù)。首先，需要確保航空攝影設(shè)備的分辨率滿足測(cè)繪要求，以便傳感設(shè)備可根據(jù)無人機(jī)的具體位置調(diào)整控制系統(tǒng)。在產(chǎn)品尺寸和質(zhì)量方面，傳感器必須能夠適應(yīng)無人機(jī)，并且在開始研究和測(cè)繪工作之前，有必要規(guī)劃無人機(jī)的特定飛行位置，并確定影響無人機(jī)的最大飛行高度和空間的自然元素，以便遙感設(shè)備可以獲得給定無人機(jī)的使用數(shù)據(jù)并實(shí)現(xiàn)與無人機(jī)的對(duì)接。同時(shí)必須根據(jù)無人機(jī)飛行計(jì)劃傳感設(shè)備的存儲(chǔ)容量，以便遙感設(shè)備可以充分處理接收到的數(shù)據(jù)并完成數(shù)據(jù)的分析和輸出。在使用遙感技術(shù)之前，必須對(duì)數(shù)碼相機(jī)設(shè)備進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量檢查，注意數(shù)碼相機(jī)的要點(diǎn)和距離，并根據(jù)獲取的失真數(shù)據(jù)規(guī)劃應(yīng)用解決方案，在比較技術(shù)可行性解決方案的過程中，可以有效地確保傳感設(shè)備的質(zhì)量。同時(shí)在拍攝開始前，要更注意比例尺的要求。例如，傳感設(shè)備的分辨率必須至少為1：2000 比例尺，能夠分析和處理節(jié)水制圖區(qū)域的復(fù)雜地形并拍攝地面的最小值應(yīng)至少為15cm。

3.2 處理無人機(jī)數(shù)據(jù)的技術(shù)要求

無人機(jī)的數(shù)據(jù)處理能力是決定無人機(jī)航測(cè)制圖質(zhì)量的主要決定因素，因此需要對(duì)數(shù)據(jù)處理技術(shù)進(jìn)行科學(xué)的分析和研究。例如，在航空攝影過程中，視頻拍攝的重疊應(yīng)保持在60%，并且誤差不應(yīng)超過5%，以確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。航空攝影的重排程度應(yīng)控制在30%左右，誤差不應(yīng)超過5%。沖洗膠片時(shí)，傾斜角度應(yīng)控制在20°或更大，并且圖像傳輸過程中的角度也必須保持在規(guī)定的范圍內(nèi)[2]。

3.3 項(xiàng)目管理模塊的參數(shù)設(shè)置要求

工程管理模塊是確保無人機(jī)航拍質(zhì)量的重要模塊，除了設(shè)置基本參數(shù)外，還需要弄清無人機(jī)的航拍路線，并使用多種能源電子技術(shù)進(jìn)行航圖繪制。檢查空間信息并清楚地規(guī)劃無人機(jī)飛行路徑可以確保無人機(jī)飛行安全。此外，必須在無人機(jī)航拍過程中設(shè)置信號(hào)預(yù)處理系統(tǒng)，以便無人機(jī)系統(tǒng)可以分析拍攝的效果，調(diào)整無人機(jī)的飛行狀態(tài)并在內(nèi)部顯示圖像。旋轉(zhuǎn)360°會(huì)導(dǎo)致圖像呈現(xiàn)金字塔結(jié)構(gòu)，需要快速切換圖像，以使無人機(jī)的水利映射數(shù)據(jù)具有足夠的值。根據(jù)水利工程的測(cè)繪需求，有必要計(jì)算工程測(cè)繪過程中圖像清晰度以及無人機(jī)的飛行路徑和能耗。為了在系統(tǒng)需要等待管理文件時(shí)正確管理攝像機(jī)，需要及時(shí)導(dǎo)入文件并遵循水利測(cè)量和制圖要求。分析圖像中的pos 數(shù)據(jù)，以使無人機(jī)的映射路徑與系統(tǒng)的收集狀態(tài)相匹配[3]。

3.4 三個(gè)空模塊的參數(shù)設(shè)置要求

Air 3 軟件是無人機(jī)節(jié)水制圖過程中的重要軟件，需要使用DPGRID 作為air 3 軟件的主要形式，以使其與其他模塊匹配。配置智能系統(tǒng)可以在軟件執(zhí)行過程中調(diào)整信息，以完全重疊的形式編輯捕獲的圖像。例如，在“航空3”模塊運(yùn)行期間，必須能夠及時(shí)準(zhǔn)確地處理通過航空攝影獲得的結(jié)果，以便在設(shè)置過程中軟件具有足夠的智能峰值。在無人機(jī)導(dǎo)航過程中，必須對(duì)不同方向的圖像信息進(jìn)行分類，并且在設(shè)置過程中，至少需要六套軟件才能在天線之間拍攝圖像，以便糾正由于角度不同而導(dǎo)致的平面圖中的錯(cuò)誤。

生產(chǎn)模塊是水測(cè)量和制圖任務(wù)的最后一個(gè)模塊，在此期間，需要使用操作系統(tǒng)來快速、準(zhǔn)確地執(zhí)行Dem 和dom 任務(wù)。必須精確控制水利測(cè)繪所需的點(diǎn)，并完成后續(xù)工作所需的管線設(shè)計(jì)，以便其他水利工程任務(wù)可以依靠無人機(jī)測(cè)繪的圖像數(shù)據(jù)來進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)的研究?？梢詮南到y(tǒng)中自動(dòng)拼接所有從航空攝影獲得的數(shù)據(jù)，并且自動(dòng)拼接過程不會(huì)影響圖像質(zhì)量[4]。

3.5 無人機(jī)低空航測(cè)數(shù)據(jù)收集的技術(shù)要求

無人機(jī)航空勘測(cè)技術(shù)是最新的數(shù)據(jù)收集方法，為快速收集地形提供了新思路，并提高了工程勘測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。在其他地形條件下，對(duì)平面和高度的精度要求如下：為確保更準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果和工程應(yīng)用的有效性，無人機(jī)航測(cè)技術(shù)在應(yīng)用前應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：首先，要檢查無人機(jī)設(shè)備的存在，需要對(duì)整個(gè)無人機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行全面檢查。其次，檢查無人機(jī)的攝影設(shè)備，看成像效果是否清晰。然后，在應(yīng)用無人機(jī)航測(cè)技術(shù)時(shí)分析周圍環(huán)境，為無人機(jī)操作提供更廣闊的環(huán)境。最后，在這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用中，必須嚴(yán)格遵守航測(cè)工作流程，以提高航測(cè)數(shù)據(jù)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

盡管近年來節(jié)水工程的建設(shè)一直在穩(wěn)步增長(zhǎng)，以促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，減少洪災(zāi)和提高水的利用率，但是由于節(jié)水工程的建設(shè)范圍廣泛，因此難以獲得準(zhǔn)確的相關(guān)性，有很多數(shù)據(jù)影響項(xiàng)目建設(shè)的進(jìn)度?？萍嫉倪M(jìn)步促使員工繼續(xù)研究新的測(cè)量技術(shù)，并且出現(xiàn)了無人機(jī)航拍技術(shù)。利用無人機(jī)系統(tǒng)對(duì)本工程進(jìn)行測(cè)繪，可以利用控制平臺(tái)對(duì)整個(gè)工程進(jìn)行控制，進(jìn)行完整的測(cè)量可以使員工在短時(shí)間內(nèi)獲得準(zhǔn)確的測(cè)量數(shù)據(jù)，并根據(jù)這些數(shù)據(jù)創(chuàng)建工程模型。

4 無人機(jī)航拍的現(xiàn)場(chǎng)流程

無人機(jī)航測(cè)的現(xiàn)場(chǎng)流程主要是為項(xiàng)目建立控制點(diǎn)，然后規(guī)劃路線并最終進(jìn)行航測(cè)。首先，由于一般水利工程項(xiàng)目的地形相對(duì)復(fù)雜，因此在項(xiàng)目中一些區(qū)域使用現(xiàn)有測(cè)量技術(shù)對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行測(cè)量會(huì)產(chǎn)生一定的誤差，因此采用無人機(jī)航測(cè)技術(shù)，比例尺至少需要設(shè)置為為1：2000。采用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)對(duì)工程進(jìn)行勘測(cè)，布置控制點(diǎn)，控制點(diǎn)每300m 布置一次，控制點(diǎn)的數(shù)量由工程的具體情況決定。其次，根據(jù)項(xiàng)目的具體情況，無人機(jī)的飛行高度和相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行航線規(guī)劃，合理規(guī)劃無人機(jī)的航測(cè)路線。在航測(cè)過程中，需要注意無人機(jī)的飛行速度和拍攝完成的圖片。如果無人據(jù)航測(cè)項(xiàng)目的總路線里程相對(duì)較長(zhǎng)，必須嚴(yán)格控制圖片清晰度，無人機(jī)飛行高度，每個(gè)區(qū)域的高度差等，將飛行高度設(shè)置為300m，按照規(guī)劃計(jì)劃的路線進(jìn)行航行，并將其引入無人機(jī)飛行控制系統(tǒng)。盡量在在廣闊的區(qū)域工作，以提高無人機(jī)航測(cè)期間的安全性和準(zhǔn)確性。最后，根據(jù)旨在獲取相關(guān)工程數(shù)據(jù)信息的航測(cè)路線進(jìn)行航測(cè)。

無人機(jī)航測(cè)在進(jìn)行的過程中需要進(jìn)行一些關(guān)鍵的內(nèi)部處理，無人機(jī)航測(cè)的內(nèi)部處理主要涉及數(shù)據(jù)準(zhǔn)備和數(shù)據(jù)解決方案。無人機(jī)航測(cè)數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)準(zhǔn)備階段被導(dǎo)出，然后處理實(shí)際位置和圖像數(shù)據(jù)，并調(diào)整總體方向和側(cè)面傾斜角度。最后，對(duì)航測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類，并通過先前的控制點(diǎn)布局確定項(xiàng)目的特定坐標(biāo)。在數(shù)據(jù)解決方案階段，人們需要從項(xiàng)目中獲取無人機(jī)航測(cè)的相關(guān)數(shù)據(jù)，并根據(jù)數(shù)據(jù)位置的特定坐標(biāo)圖以匹配項(xiàng)目的實(shí)際位置，嚴(yán)格處理實(shí)際飛行數(shù)據(jù)和計(jì)劃參數(shù)設(shè)計(jì)，根據(jù)控制點(diǎn)的位置選擇適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系，并完成DOM數(shù)據(jù)處理。

5 結(jié)語

綜上所述，由于社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，無人機(jī)航測(cè)技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于各個(gè)社會(huì)領(lǐng)域。為了分析該技術(shù)在工程技術(shù)測(cè)繪中的應(yīng)用，論文對(duì)應(yīng)用進(jìn)行了更詳細(xì)的分析，該技術(shù)的應(yīng)用可以保證節(jié)水工程的順利實(shí)施，提高工程進(jìn)度和測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，從而促進(jìn)節(jié)水工程的穩(wěn)定發(fā)展。無人機(jī)測(cè)繪在水利工程勘測(cè)中具有明顯的優(yōu)勢(shì)，由于其成本較低，操作相對(duì)簡(jiǎn)單，在局部測(cè)繪中起著重要的作用。論文分析并探討了無人機(jī)的優(yōu)勢(shì)、無人機(jī)傳感器設(shè)備的技術(shù)要求以及無人機(jī)的數(shù)據(jù)處理技術(shù)要求，以提高山區(qū)水利工程中無人機(jī)航測(cè)的效率。