中國(guó)電建集團(tuán)西北勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司 陜西西安 710000

在科學(xué)和技術(shù)迅速發(fā)展的情況下，測(cè)繪工程正在迅速取得進(jìn)展，特別是關(guān)于無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)的創(chuàng)新效率。然而，無(wú)人機(jī)的遙感基本上是指使用無(wú)人機(jī)，綜合定位技術(shù)、通信技術(shù)等，這就使得能夠?qū)δ承╊?lèi)型的空間信息進(jìn)行精確和全面的測(cè)量。將無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)應(yīng)用于適當(dāng)?shù)牡販y(cè)繪工程測(cè)量中，不僅將大大有助于減少人力、物力和時(shí)間的投入，同時(shí)提高測(cè)繪結(jié)果的準(zhǔn)確性和效率。然而，我們不能忽視這樣一個(gè)事實(shí)，即這種技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中仍然面臨著某些限制，例如易受外部因素影響，需要優(yōu)化測(cè)繪數(shù)據(jù)處理功能。

1 無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)概述

無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)是無(wú)人機(jī)技術(shù)和遙感技術(shù)的結(jié)合，無(wú)人機(jī)由技術(shù)人員控制，在復(fù)雜環(huán)境下深入不同位置，利用遙感技術(shù)對(duì)相關(guān)位置的不同環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行探測(cè)和采集。該技術(shù)系統(tǒng)除無(wú)人機(jī)飛行器設(shè)備外，還包括數(shù)字傳感器和遙感平臺(tái)、數(shù)據(jù)處理器和導(dǎo)航系統(tǒng)，確保在低空飛行期間，在有關(guān)地區(qū)收集和實(shí)時(shí)傳送所有環(huán)境數(shù)據(jù)。無(wú)人機(jī)的遙感技術(shù)是在非常及時(shí)的情況下進(jìn)行的，具有很高的下載能力。這種技術(shù)主要用于地形測(cè)量、環(huán)境監(jiān)測(cè)、資源勘探和應(yīng)急救災(zāi)等領(lǐng)域，特別是在戶外工程建設(shè)環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域。無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)具有操作簡(jiǎn)單、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確和成本低等特點(diǎn)，有很好的經(jīng)濟(jì)利益[1]。

圖1 航拍無(wú)人機(jī)國(guó)土資源測(cè)繪

2 無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

無(wú)人機(jī)測(cè)量系統(tǒng)，主要由其軟件和硬件系統(tǒng)的兩個(gè)部分組成。特別是，硬件系統(tǒng)是無(wú)人機(jī)技術(shù)的主要支撐系統(tǒng)，主要包括：空中飛行系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)。整個(gè)硬件系統(tǒng)在測(cè)繪工作中起著重要作用，是無(wú)人機(jī)在勘測(cè)過(guò)程中獲得穩(wěn)定數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)。在進(jìn)行實(shí)地調(diào)查時(shí)，工作人員可以利用無(wú)人機(jī)實(shí)時(shí)跟蹤現(xiàn)場(chǎng)信息，并能實(shí)時(shí)反饋結(jié)果，及時(shí)調(diào)整測(cè)量方案。軟件系統(tǒng)用于支持無(wú)人機(jī)測(cè)量路線設(shè)計(jì)，并分析航行期間的影響因素，儲(chǔ)存無(wú)人機(jī)監(jiān)測(cè)結(jié)果。

在實(shí)地進(jìn)行地形測(cè)量時(shí)，可以獲得更準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果，并得到現(xiàn)代技術(shù)的補(bǔ)充。一方面，可以將無(wú)人機(jī)的控制技術(shù)與遙感傳感器結(jié)合起來(lái)，使測(cè)量員能夠在現(xiàn)場(chǎng)工作期間對(duì)設(shè)備進(jìn)行智能化操作，不僅確保無(wú)人機(jī)在空氣中正常運(yùn)行，但也有助于工作人員更客觀地獲得測(cè)量信息和提高測(cè)量效率[2]。

3 無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)在測(cè)繪工程中的優(yōu)勢(shì)

3.1 有效監(jiān)測(cè)

遙感技術(shù)的一個(gè)好處是進(jìn)行有效的監(jiān)測(cè)，在出現(xiàn)緊急情況時(shí)可提高處理速度，減少處理時(shí)間，最終減少企業(yè)的財(cái)務(wù)費(fèi)用。有效監(jiān)測(cè)的能力主要是由于遙感技術(shù)具有一定的實(shí)時(shí)性。與其他信息收集服務(wù)不同，遙感技術(shù)最重要好處是能夠向有關(guān)觀察員實(shí)時(shí)通報(bào)實(shí)地情況。因此，如果在遙感覆蓋的地區(qū)出現(xiàn)問(wèn)題，負(fù)責(zé)人可第一次被告知這一點(diǎn)，并可與信息傳輸終端連接。及時(shí)解決這些問(wèn)題將有助于最大限度地減少損失并提高總體經(jīng)濟(jì)效益。例如，在許多生產(chǎn)線的企業(yè)的設(shè)計(jì)或相關(guān)管道的初步勘測(cè)中出現(xiàn)問(wèn)題，遙感可提供實(shí)時(shí)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)，這使有關(guān)經(jīng)營(yíng)者能夠更好地根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況做出決定。

3.2 測(cè)量尺度大

在進(jìn)行地形測(cè)量時(shí)，測(cè)繪方法的選擇各不相同，測(cè)量結(jié)果也不盡相同。一般來(lái)說(shuō)，測(cè)繪的規(guī)模越大，傳統(tǒng)測(cè)量方法結(jié)果的準(zhǔn)確性就越低。特別是，我們目前的工程建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，其中許多是在困難的條件下進(jìn)行的，測(cè)繪面積越來(lái)越大，傳統(tǒng)的測(cè)量方法不能提供良好的精度。無(wú)人機(jī)的遙感使無(wú)人機(jī)能夠到達(dá)人們無(wú)法到達(dá)的地點(diǎn)，并從不同的角度收集環(huán)境數(shù)據(jù)。與此同時(shí)，無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)的靈活性意味著可以在更廣泛的范圍內(nèi)根據(jù)需求分區(qū)域進(jìn)行測(cè)繪，能夠獲得更完整和更詳細(xì)的數(shù)據(jù)[3]

3.3 信息處理高效

傳統(tǒng)的測(cè)繪工程測(cè)量方法，在收集各種環(huán)境數(shù)據(jù)后，應(yīng)通過(guò)人工分析或人工輸入計(jì)算機(jī)加以使用，都是非常低效的。在建筑速度日益提高的情況下，傳統(tǒng)的做法正在變得越來(lái)越不可持續(xù)。無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)在發(fā)現(xiàn)所需數(shù)據(jù)后，進(jìn)行實(shí)時(shí)下載，技術(shù)人員可以通過(guò)先進(jìn)的軟件系統(tǒng)處理數(shù)據(jù)和根據(jù)用戶要求進(jìn)行分析。顯然，使用無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)更為有效，更好實(shí)時(shí)地同步，更有效的處理信息。

3.4 系統(tǒng)兼容性和適用性好

傳統(tǒng)的測(cè)繪工程測(cè)量技術(shù)在系統(tǒng)本身的兼容性方面有某些限制，特別是技術(shù)人員在獲得環(huán)境信息后需要處理和轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)，才能使用，效率太低。無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)可與各種環(huán)境調(diào)查、系統(tǒng)兼容，它可以消除許多復(fù)雜的中間環(huán)節(jié)。在實(shí)踐中，傳統(tǒng)的測(cè)量方法對(duì)檢測(cè)條件和設(shè)施有更高的要求，在許多復(fù)雜的條件下甚至無(wú)法有效地進(jìn)行測(cè)量[4]。然而，無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)具有靈活性，由于遙感技術(shù)的覆蓋范圍很廣，因而能夠適應(yīng)不同的探測(cè)條件，從而滿足目前正在進(jìn)行的許多實(shí)地測(cè)繪項(xiàng)目的需要。

4 無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)在測(cè)繪工程中的具體應(yīng)用

4.1 獲取測(cè)繪影像資料

在進(jìn)行測(cè)量時(shí)，有關(guān)部門(mén)應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況對(duì)無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用。想要達(dá)到無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)的預(yù)期效果，提高工程測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性，技術(shù)人員應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況合理設(shè)計(jì)飛行平臺(tái)、路線等。在飛行試驗(yàn)結(jié)束后，應(yīng)確保合理、科學(xué)選擇和使用設(shè)備平臺(tái)，接收、收集和使用影像資料。在實(shí)際測(cè)量過(guò)程中，應(yīng)用無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)能夠更及時(shí)、更有效地獲取視頻信息，大大減少視頻處理問(wèn)題，并視情況而定，采用三角測(cè)量技術(shù)，以避免測(cè)量工作中的漏洞。此外，在進(jìn)行測(cè)量時(shí)，技術(shù)人員必須使用無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)來(lái)調(diào)整飛行器的空間位置，確保影像資料畫(huà)面清晰，確保獲得的數(shù)據(jù)真實(shí)、準(zhǔn)確。

4.2 數(shù)據(jù)的處理

過(guò)去，測(cè)繪工程的測(cè)量分為不同的階段，分別進(jìn)行測(cè)量。利用無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)可以收集數(shù)據(jù)，通過(guò)動(dòng)態(tài)處理，提高測(cè)繪結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。在利用無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)處理數(shù)據(jù)時(shí)，圖像排列順序是沒(méi)有規(guī)則的，由于拍攝是從俯仰角度，飛行中的拍攝結(jié)果與實(shí)際拍攝的結(jié)果有很大不同，基于此，給無(wú)人機(jī)加裝變焦攝像頭，配備有變換鏡頭的照相機(jī)的無(wú)人機(jī)，能夠在一定范圍內(nèi)變換焦距，獲得廣泛多樣的視角，然后分析科學(xué)參數(shù)的計(jì)算，調(diào)整現(xiàn)有參數(shù)，提高數(shù)據(jù)處理效率，大大降低圖像變形的可能性，因此，無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)在處理數(shù)據(jù)方面取得了非常大進(jìn)步[5]。當(dāng)信息傳送到終端時(shí)，地形測(cè)量員獲得的信息更為準(zhǔn)確，更容易識(shí)別，這將為綜合分析最新數(shù)據(jù)和相關(guān)設(shè)計(jì)參考資料奠定更堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。此外，還不斷更新無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)，特別是在部分改進(jìn)和技術(shù)現(xiàn)代化方面。

4.3 在惡劣環(huán)境中的應(yīng)用

在利用航空攝影進(jìn)行工程測(cè)量時(shí)，會(huì)出現(xiàn)一些地理因素，導(dǎo)致在某些情況下無(wú)法進(jìn)行正常測(cè)量，例如當(dāng)該地區(qū)海拔高度較高，而當(dāng)時(shí)的云層很低時(shí)，航空拍攝就無(wú)法進(jìn)行測(cè)量。然而，由于無(wú)人機(jī)的航空攝影主要是在低空進(jìn)行的，不會(huì)受到海拔和云層因素的影響，適用范圍很廣泛。在測(cè)量區(qū)域地形復(fù)雜、環(huán)境狀況惡劣的情況下，無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)也能夠進(jìn)行正常的測(cè)量工作，測(cè)量效率高，提供的測(cè)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性仍然比較高，提供準(zhǔn)確的地理位置信息。隨著現(xiàn)代測(cè)繪工程大地測(cè)量的發(fā)展，測(cè)量區(qū)域的特點(diǎn)大不相同，不僅是地形、環(huán)境較好的區(qū)域，也有復(fù)雜的地形和環(huán)境條件惡劣的地區(qū)，傳統(tǒng)的測(cè)量方法不能有效、準(zhǔn)確地提供地理位置信息，而無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)的應(yīng)用可以解決惡劣環(huán)境下的測(cè)繪工程測(cè)量問(wèn)題，提高工程測(cè)量的精度和適用性，促進(jìn)測(cè)繪工程測(cè)量行業(yè)的發(fā)展。

5 結(jié)語(yǔ)

因此，將無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)應(yīng)用于測(cè)繪工程測(cè)量工作中，不僅確保工作取得成功，而且也是現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)進(jìn)步的重要表現(xiàn)，充分滿足高效和實(shí)時(shí)測(cè)繪的要求。在所有領(lǐng)域應(yīng)用無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)，應(yīng)當(dāng)促進(jìn)企業(yè)對(duì)這一技術(shù)的了解和掌握，這將有助于向更成熟的方向發(fā)展無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)。