歐衛(wèi)祖

（東莞市虎門鎮(zhèn)水務(wù)工程運(yùn)營(yíng)中心，廣東 東莞 523000）

1.引言

在當(dāng)今社會(huì)不斷發(fā)展的過程中，工程建設(shè)越來越受到重視，很多工程項(xiàng)目都開始向智能化方向發(fā)展，這對(duì)提高我國(guó)綜合能力具有有較大意義。將無人機(jī)的應(yīng)用到工程建設(shè)中，它這不僅僅能夠代替操作人員完成相關(guān)的工作，其視角更加廣闊，而且收集獲得的數(shù)據(jù)也更加全面與精準(zhǔn)。因此，無人機(jī)攝影測(cè)量因其便利性與快捷性在工程建設(shè)中的應(yīng)用越來越重要。相關(guān)人員若想真正發(fā)揮無人機(jī)的優(yōu)勢(shì)，則必須掌握無人機(jī)技術(shù)的使用要點(diǎn)，從而才能實(shí)現(xiàn)其的最優(yōu)化效果。

2.無人機(jī)攝影測(cè)量概述

無人機(jī)攝影測(cè)量通過合理使用無人機(jī)航空攝影測(cè)量技術(shù)，可以進(jìn)行多方位、全角度的影響信息搜集?；跀z影測(cè)量原理，常見的有雙拼、三拼、五拼等多種，但目前最常見的還是五拼相機(jī)，這樣既克服了雙拼等其他形式相機(jī)擺動(dòng)致使數(shù)據(jù)不穩(wěn)定或飛機(jī)平臺(tái)不穩(wěn)定等因素，又符合人類前后左右這多方位邏輯性，便于后期內(nèi)業(yè)人員數(shù)據(jù)處理。

在無人機(jī)航空攝影測(cè)量系統(tǒng)運(yùn)行中是環(huán)環(huán)相扣的，任何一個(gè)環(huán)節(jié)發(fā)生故障，都會(huì)影響最終的效果，如圖1，所示無人機(jī)攝影數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。簡(jiǎn)單來說就是無人機(jī)通過獨(dú)特的空中航拍優(yōu)勢(shì)，和靈活輕便的飛行方式，可以為測(cè)繪中心搜集寶貴的數(shù)據(jù)。當(dāng)然，該項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)十分明顯，大大降低了人工成本的投入，不僅保障了人員的安全，可以能力水平遠(yuǎn)超單純?nèi)斯づ臄z的效果。

2.1 無人機(jī)攝影測(cè)量工藝流程。無人機(jī)航拍測(cè)量需要數(shù)據(jù)采集分析、航線設(shè)計(jì)、機(jī)載飛控檢查、航拍飛行、質(zhì)量檢查等步驟。根據(jù)測(cè)量區(qū)域范圍、結(jié)果要求的精度、現(xiàn)有的數(shù)據(jù)、地面分辨率等航拍參數(shù)，設(shè)計(jì)航拍路線。在航拍飛行前，通過實(shí)地偵察來選擇起降地點(diǎn)，提前收集好航飛的天氣數(shù)據(jù)，確保在空曠視野開闊的旱地、平底、無風(fēng)或者微風(fēng)、太陽的曝光率最好的的情況下起飛。實(shí)施航攝前，對(duì)無人機(jī)及其系統(tǒng)進(jìn)行全面檢查。在航攝過程中，也需要對(duì)無人機(jī)航飛的狀態(tài)進(jìn)行全程監(jiān)控，確保無人機(jī)在航測(cè)的過程當(dāng)中安全的完成任務(wù)。最后，航測(cè)完成后，對(duì)獲取后的圖像及靜態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查，滿足航測(cè)要求的整理保存，反之調(diào)整后重新補(bǔ)飛。如圖2 所示，無人機(jī)攝影數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。

圖2 無人機(jī)攝影數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

2.2 無人機(jī)攝影測(cè)量?jī)?yōu)勢(shì)

（1）無人機(jī)攝影測(cè)量可以同時(shí)獲得多個(gè)角度和不同觀測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，對(duì)地物的真實(shí)情況作了準(zhǔn)確的反饋，補(bǔ)足了傳統(tǒng)測(cè)繪正射影像的局限，更加符合市場(chǎng)的需求。（2）無人機(jī)攝影測(cè)量可以把人力從野外工作中解放出來，減少外業(yè)工作量的同時(shí)也解決了傳統(tǒng)測(cè)量因地理環(huán)境惡劣導(dǎo)致測(cè)量人員無法到達(dá)某些地方而獲取不了某些地物數(shù)據(jù)，野外作業(yè)人員的人身安全得到了更好的保障，而傾斜攝影測(cè)量獲得的數(shù)據(jù)精度高，滿足客戶需求的同時(shí)降低了成本，操作簡(jiǎn)捷方便，對(duì)客戶和施測(cè)單位來說是雙贏的優(yōu)勢(shì)。（3）無人機(jī)攝影測(cè)量所得到的數(shù)據(jù)可以直接轉(zhuǎn)換應(yīng)用于相關(guān)的測(cè)量工作中，拓寬了該技術(shù)的使用范圍。（4）能夠極大的減少氣候環(huán)境等因素對(duì)外業(yè)測(cè)量工作的影響，降低工作強(qiáng)度，提高了工作效率。（5）無人機(jī)攝影測(cè)量可以獲得大量的地理信息數(shù)據(jù)，在專業(yè)的地理信息系統(tǒng)軟件中處理后，為突發(fā)事件采取有效措施提供最及時(shí)精準(zhǔn)有效的數(shù)據(jù)支持。

3.無人機(jī)攝影測(cè)量在工程建設(shè)中的應(yīng)用

3.1 三維建模。不同的技術(shù)類型在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中能夠產(chǎn)生不同的效果，無人機(jī)攝影測(cè)量需要獲取多視影像數(shù)據(jù)，之后通過數(shù)據(jù)處理對(duì)工程施工進(jìn)行實(shí)際分析。關(guān)鍵技術(shù)的利用對(duì)于工程建設(shè)尤為重要，技術(shù)人員可以對(duì)密集匹配技術(shù)、聯(lián)合平差技術(shù)及影像糾正技術(shù)等進(jìn)行利用，使其能夠產(chǎn)生不同的效果。技術(shù)人員在利用無人機(jī)攝影測(cè)量時(shí)，還需要做好測(cè)量數(shù)據(jù)的處理工作，提高工程建設(shè)的準(zhǔn)確性。如圖3 所示，無人機(jī)攝影測(cè)量數(shù)據(jù)處理流程。技術(shù)人員要按照有關(guān)的流程完成工作任務(wù)，保證測(cè)量技術(shù)實(shí)施的有效性。

圖3 無人機(jī)攝影測(cè)量數(shù)據(jù)處理流程

三維建模對(duì)于工程施工來說尤為重要，很多工程項(xiàng)目在實(shí)際施工當(dāng)中沒有具體的模型作為支撐，導(dǎo)致施工技術(shù)的應(yīng)用缺乏依據(jù)。無人機(jī)攝影測(cè)量技術(shù)可以通過不同的視角采集及呈現(xiàn)影響，技術(shù)人員主要需要以垂直及傾斜視角為主，反映地物的真實(shí)情況，在獲取相關(guān)的信息之后，對(duì)建筑物的頂面及側(cè)視的高分辨率紋理進(jìn)行采集。當(dāng)技術(shù)人員需要利用有關(guān)的施工信息時(shí)，就可以借助測(cè)量技術(shù)獲取紋理信息，還能夠保證信息的高精度。但是，工程建設(shè)容易受到較多因素的影響，在沒有考慮綜合影響因素的情況下，非常容易產(chǎn)生施工變更，最后會(huì)以索賠的形式呈現(xiàn)出來，損害企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。在三維建模當(dāng)中，無人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)就可以通過先進(jìn)的定位、融合及建模等形式生成三維模型，讓技術(shù)人員提前了解與工程施工相關(guān)的信息及數(shù)據(jù)，在發(fā)現(xiàn)問題時(shí)及時(shí)處理，防止產(chǎn)生變更。

3.2 工程測(cè)繪。隨著技術(shù)的發(fā)展，越來越多的工程實(shí)踐者結(jié)合工程實(shí)際利用新技術(shù)手段來推動(dòng)工程領(lǐng)域的發(fā)展，使得工程測(cè)繪技術(shù)在實(shí)際生產(chǎn)過程中數(shù)據(jù)采集的手段不斷多樣化。在工程建設(shè)項(xiàng)目中，工程測(cè)繪具備十分重要的作用，工程測(cè)繪不僅是整個(gè)工程開展的重要前提，其精準(zhǔn)性也直接影響到后期工程的有效性。

無人機(jī)測(cè)繪原理與傳統(tǒng)人工測(cè)繪相比，無人機(jī)測(cè)繪更加符合工程建設(shè)的實(shí)際發(fā)展需求，無人機(jī)測(cè)繪主要有攝像頭，飛行機(jī)身等部件組成。攝影測(cè)量技術(shù)可以快速建立實(shí)景三維模型，為精細(xì)查勘、宣傳展示、規(guī)劃設(shè)計(jì)、工程數(shù)字化建設(shè)、檢查驗(yàn)收等提供資料，也可進(jìn)行工程出圖(如地形圖、專題圖)和工程量測(cè)(如立面測(cè)量、地形圖測(cè)繪、檢測(cè)等)等應(yīng)用拓展，在這種測(cè)繪工程建設(shè)當(dāng)中，都能夠體現(xiàn)較大的作用。技術(shù)人員在地面即可通過遙感設(shè)備，與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)機(jī)身進(jìn)行控制，進(jìn)而在特定的區(qū)域進(jìn)行飛行將地形圖數(shù)據(jù)，記錄后，通過繪圖軟件即可分析得出測(cè)繪圖形減少了人為工作時(shí)間與工作量。

3.3 工程建設(shè)施工。工程建設(shè)施工最主要是保證工程的穩(wěn)定性與安全性，雖然在這個(gè)領(lǐng)域有很多可用的技術(shù)，但是無人機(jī)攝影測(cè)量技術(shù)也能夠發(fā)揮相應(yīng)的作用。在實(shí)施具體的技術(shù)形式時(shí)，可以建立工程三維環(huán)境，獲取有關(guān)的信息，以此作為依據(jù)。還能夠?qū)こ绦畔⑦M(jìn)行分析，利用無人機(jī)攝影測(cè)量技術(shù)呈現(xiàn)實(shí)景狀態(tài)。技術(shù)人員可以在分析對(duì)比當(dāng)中選擇最恰當(dāng)?shù)氖┕し桨?，?duì)工程項(xiàng)目建設(shè)施工中可能產(chǎn)生的問題進(jìn)行預(yù)測(cè)，提出有關(guān)的預(yù)案加強(qiáng)建設(shè)效用。

3.4 航空攝影測(cè)量技術(shù)建模。無人機(jī)航空攝影建模的應(yīng)用主要是在估算建筑物輪廓的基礎(chǔ)上通過拍攝圖片或影像數(shù)據(jù)開展人工建模。雖然無人機(jī)攝影測(cè)量技術(shù)整體能夠體現(xiàn)較大的精度，但是在這個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中的應(yīng)用還是存在一定的精度差異，甚至其紋理與實(shí)際獲取的內(nèi)容存在一定的偏差。在制作相關(guān)的數(shù)據(jù)時(shí)，需要經(jīng)歷較長(zhǎng)的周期，會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)時(shí)效性降低，難以滿足用戶的需求。在開展航空傾斜攝影測(cè)量技術(shù)建模時(shí)，就需要不斷完善，相關(guān)技術(shù)人員要規(guī)范數(shù)據(jù)的生成流程，切實(shí)反映建筑物的外觀和位置等特性。

4.總結(jié)

當(dāng)前，新技術(shù)的發(fā)展為各領(lǐng)域帶來了不同程度的便利，其中無人機(jī)的出現(xiàn)，也使得測(cè)量工作的難度大大降低。無人機(jī)攝影測(cè)量技術(shù)在較多領(lǐng)域的工程建設(shè)中得到一定的應(yīng)用，但我國(guó)的無人機(jī)技術(shù)相對(duì)于國(guó)外的技術(shù)來說還是不夠成熟，因此需要相關(guān)技術(shù)人員提高自身的綜合水平，掌握關(guān)鍵技術(shù)并加強(qiáng)技術(shù)應(yīng)用的規(guī)范性，從而促進(jìn)無人機(jī)攝影測(cè)量技術(shù)在工程建設(shè)中的應(yīng)用。