謝訓挺,毛明敏
(江西有色地質(zhì)勘查四隊,江西 景德鎮(zhèn) 333000)
相較于傳統(tǒng)的測繪測量技術(shù),無人機遙感技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對目標地形的遠程測量,大幅節(jié)約了人力成本,而且能夠得到較為精準的測量結(jié)果,因此近年來,如何更加高效的運用無人機遙感技術(shù),使其為工程測繪提供更多支持,成為備受關(guān)注的話題。
與傳統(tǒng)的測量設(shè)備或工具相比,無人機體積相對較小,僅需較短的時間就能夠完成升降,即便在面積較小的場地中也能夠升降,不僅操作便捷而且靈活性強。經(jīng)過持續(xù)的升級改良,無人機的工作性能愈加優(yōu)良,對于外界自然環(huán)境具有較高的抗干擾能力,基本不會受到外界因素的過多影響[1]。無人機不僅生產(chǎn)成本偏低,而且無需繁雜的維修和運營,應(yīng)用范圍相對廣泛,隨著我國建筑工程量的加大,該技術(shù)的市場需要也將進一步擴大。
傳統(tǒng)的工程測量大多需人工完成,很多工程所處的地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜,會對測量人員的安全形成較大威脅,不僅如此,測量結(jié)果往往會與工程的真實數(shù)據(jù)間存在較大誤差。而在運用無人機遙感技術(shù)后,很多測量工作都可以由無人機來完成,不僅減少了人工成本,而且降低了對于人身安全的威脅,即便在惡劣和復(fù)雜的工程環(huán)境中,無人機也能夠保持較為穩(wěn)定的工作,很少會因外界環(huán)境的干擾而出現(xiàn)誤差,因此其適應(yīng)范圍更加廣闊,所能夠得出的測量結(jié)果更加精準,具有更高的實用價值[2]。
無人機中裝有先進的信息系統(tǒng),不僅可以搜集和存儲大量數(shù)據(jù),為后續(xù)的工程設(shè)計提供數(shù)據(jù)支持,而且能夠?qū)?shù)據(jù)信息加以高效、精準的處理,節(jié)省測繪工作的時間成本,深入挖掘測量數(shù)據(jù)的潛在價值,尤其是在救援工作中,無人機高效的信息處理能力,可以幫助救援人員更快做出救援計劃,為被困人員爭取更大的生還機會,為救援工作的開展提供更多便利。
雖然無人機遙感技術(shù)具備諸多優(yōu)點,且能夠在很多工程中體現(xiàn)重要價值,但也要明確該技術(shù)現(xiàn)有的缺點,以便對其不斷改進。首先是飛行高度不宜過高,由于無人機質(zhì)地較輕,雖然能夠在低空中保持穩(wěn)定,但是如果上升高度過高,將會受到高空氣流的干擾而降低穩(wěn)定性,受此影響,拍攝出影像的分辨率也會隨之下降。其次是控制精度有待提升,受當前技術(shù)水平限制,很多無人機所用傳感器的控制性能較差,在測量比例較大的情況下,其控制能力可能難以滿足測繪要求[3]。另外,無人機對于通訊系統(tǒng)的依賴程度過高,在當前常見的無人機事故中,設(shè)備故障已成為主要的事故原因。
我國國土遼闊且地形多樣,時常有部分地區(qū)會發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害,在對其進行測量時,需要數(shù)據(jù)和成像具有較高的準確度[4]。在此情況下,傳統(tǒng)測繪技術(shù)的應(yīng)用效果較差且難度較高。此時,借助于無人機遙感技術(shù),能夠在較短時間內(nèi)完成對數(shù)據(jù)信息的搜集,盡可能全面的了解工程環(huán)境,事先對無人機的飛行路線加以預(yù)測和分析,進而確定最佳的飛行路線,使無人機的飛行過程保持連貫。測繪過程中,無人機遙感技術(shù)能夠體現(xiàn)出拍攝補償、曝光延遲等功能,從而大幅提升測繪數(shù)據(jù)的準確性,不僅如此,對于測繪數(shù)據(jù)中不合格的內(nèi)容,還能夠智能化的予以剔除,盡大可能地降低測繪誤差,再配合無人機對相關(guān)數(shù)據(jù)加以自動化處理,為測繪工程測量提供所需數(shù)據(jù),并確保測繪成像具有較高的精準度,為救援作業(yè)提供較為強力的支持。
近些年,我國城市化進程加快,重大建設(shè)項目數(shù)量增多,將無人機遙感技術(shù)應(yīng)用其中,能夠為工程測繪工作提供諸多幫助[5]。如借助于無人服務(wù)系統(tǒng),不僅能降低測繪工作所需的人工成本,還能大幅降低人工測繪誤差;利用低空無人機航攝系統(tǒng),僅需要很短的工作時間,就能夠完成對復(fù)雜環(huán)境中數(shù)據(jù)和影像采集,而且得到的數(shù)據(jù)和影像具有較高的精準度,為工程測量工作提供便利,使社會資源得到更加科學的配置和應(yīng)用。
相較于其它地形環(huán)境,礦山地區(qū)表現(xiàn)出較高的復(fù)雜性和危險性,礦區(qū)事故時有發(fā)生,且時常伴隨著人員的傷亡,而人們對于礦山環(huán)境了解不到位,無疑是造成礦區(qū)工程事故的重要原因[6]。因此人們開始將無人機遙感技術(shù)引入到礦山測量中,由于無人機中配有光學相機、激光掃描儀等設(shè)備,內(nèi)部還安裝了容量較大的微型計算機,因此能夠在礦山中進行長時間飛行,搜集并存儲大量的數(shù)據(jù)和圖像,還能夠憑借自動加密功能,保障數(shù)據(jù)和圖像的安全性。如果使用者需要測量特定數(shù)據(jù),那么在經(jīng)過設(shè)定后,無人機就能夠有選擇性的進行拍攝和存儲。以當前的實際應(yīng)用情況來看,無論是對于資源探索、礦區(qū)開采還是環(huán)境保護,無人機都能夠在礦區(qū)測量中發(fā)揮較大作用。
隨著城市化進程的加快,城市規(guī)劃設(shè)計問題得到更高重視。然而在以往的測量模式下,要完成對整個城市的測繪,不僅要投入大規(guī)模的人力和設(shè)備,要需要耗費較長的時間成本[7]。而在引入無人機遙感技術(shù)后,憑借其極高的精準度和快速的信息處理能力,僅需相對較短的人力和時間,就能夠盡可能全面地搜集整個城市的數(shù)據(jù)資源,然而遵照特定的比例予以測繪出來,為城市規(guī)劃工作提供巨大支持,不僅實現(xiàn)了測繪成本的壓縮,而且顯著提升了測繪效率。
圖2 無人機遙感技術(shù)測繪圖像
盡管無人機的穩(wěn)定性較高,但也時常會出現(xiàn)設(shè)備故障或磨損,不僅會影響測量結(jié)果,而且存在事故風險。對此,施工單位在應(yīng)用無人機進行測量時,應(yīng)當加強對于無人機的設(shè)備管理,定期對其進行檢查和維修,確保設(shè)備無故障且性能穩(wěn)定。在對工程進行測量中,還要對無人機加以全面檢查,確保其符合質(zhì)量標準后再予以使用,以便其能夠發(fā)揮出最佳的測繪性能。為應(yīng)對復(fù)雜的工程環(huán)境,測繪人員還應(yīng)當結(jié)合工程實際需求,對無人機設(shè)備加以針對性的調(diào)整與設(shè)置,確保其符合工程測繪需求。與此同時,施工單位還要做好對無人機配套設(shè)施的管理,包括通訊設(shè)備、電源系統(tǒng)等設(shè)備,都需要經(jīng)過質(zhì)量檢查,避免在測繪過程中發(fā)生故障。此外,施工單位還應(yīng)做好對影片質(zhì)量的檢查,對于出現(xiàn)重疊、彎曲、不清晰的圖像,要及時予以剔除或重新測繪,以此來確保無人機遙感技術(shù)的應(yīng)用價值。
像控點的布局與測量,是影響無人機測繪質(zhì)量的關(guān)鍵要素,因此在工程測繪作業(yè)時,測繪人員需要結(jié)合工程需要,盡可能優(yōu)化像控點測繪過程。首要環(huán)節(jié)就是確定無人機拍攝范圍,然后對影響效果加以檢查,進而完成自由網(wǎng)拼圖。其次,要結(jié)合工程現(xiàn)場的地形特征,確定像控點的布局方案,以此來確保影像拍攝質(zhì)量。在之后的數(shù)據(jù)處理階段中,測繪人員在完成數(shù)據(jù)采集后,應(yīng)當盡可能保障原始數(shù)據(jù)的全面和準確,避免對其加以隨意刪改,以便為后續(xù)的數(shù)據(jù)處理提供足夠支持。
為避免人工誤操作、保障無人機遙感技術(shù)應(yīng)用效果,應(yīng)當做好對測繪人員的培訓,使其加深對于無人機遙感技術(shù)的認知,能夠?qū)ζ浼右允炀毑僮鳎B(yǎng)成較強的安全責任意識。工程開始前,測繪人員需要深入現(xiàn)場,盡可能全面的了解工程的測繪需求,然后設(shè)計具體的測繪方案,進而對無人機加以靈活運用,使其在工程測繪中發(fā)揮應(yīng)用價值。
憑借精準、靈活、安全等優(yōu)勢,無人機遙感技術(shù)在測繪工程測量中的應(yīng)用程度持續(xù)提升,尤其是在復(fù)雜地形、礦區(qū)工程、災(zāi)害救援等情況下,該技術(shù)都能夠發(fā)揮出非常顯著的測量功能。不過受技術(shù)水平、設(shè)備性能等因素影響,無人機在測量工作中也時常出現(xiàn)故障,希望測量人員能夠加強對無人機設(shè)備的檢修、合理優(yōu)化遙感測繪流程,以提升無人機遙感技術(shù)的應(yīng)用效果,為測繪工程測量提供更多支持。