陳 偉，文志波

（江西省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局贛西地質(zhì)調(diào)查大隊(duì)，江西 南昌 330000）

隨著科技的發(fā)展，航空攝影技術(shù)也越來(lái)越成熟，該技術(shù)不僅在軍事領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，在人民工作生活的其他方面也得到了廣泛的應(yīng)用。隨著航空攝影技術(shù)的成熟，相關(guān)研究人員提出了無(wú)人機(jī)攝影技術(shù)，該技術(shù)主要是使用無(wú)人機(jī)，對(duì)需要測(cè)繪的區(qū)域進(jìn)行攝影，提取攝影數(shù)據(jù)，完成測(cè)量。UAV是無(wú)人機(jī)的通用名稱(chēng)，無(wú)人機(jī)最早出現(xiàn)在1920年代，作為訓(xùn)練目標(biāo)而使用，但隨著技術(shù)的進(jìn)步和應(yīng)用需求的擴(kuò)大，該技術(shù)逐漸應(yīng)用在測(cè)繪工程中。在研究人員的不斷努力下，傳感器的精度不斷地提升，因此無(wú)人機(jī)測(cè)繪技術(shù)的精度也實(shí)現(xiàn)了質(zhì)的飛躍，在各個(gè)領(lǐng)域中發(fā)揮著不可替代的作用，也為長(zhǎng)期、大規(guī)模的數(shù)據(jù)采集提供了保障。因此研究了無(wú)人機(jī)測(cè)量技術(shù)在測(cè)繪中的應(yīng)用。

1 測(cè)繪工程技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

測(cè)繪工作是建設(shè)項(xiàng)目正常建設(shè)的前提和基礎(chǔ)，對(duì)施工效率和施工點(diǎn)選擇來(lái)說(shuō)十分重要。測(cè)繪業(yè)務(wù)的順利開(kāi)展，也影響到了工人的安全，準(zhǔn)確、高效、順利地完成建設(shè)項(xiàng)目測(cè)繪工作，是建設(shè)項(xiàng)目的發(fā)展基礎(chǔ)，因此需要保證建設(shè)項(xiàng)目順利安全地實(shí)施。測(cè)繪技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用對(duì)我國(guó)工程建筑來(lái)說(shuō)十分重要，隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、智能機(jī)器人等現(xiàn)代技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展，測(cè)繪技術(shù)也在不斷創(chuàng)新和發(fā)展?，F(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)研究中心利用了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、智能機(jī)器人等技術(shù)的智能化和高效化，極大地避免了現(xiàn)有測(cè)繪技術(shù)的不足，測(cè)繪技術(shù)逐漸實(shí)現(xiàn)高效化、現(xiàn)代化、機(jī)械化結(jié)合，結(jié)合后的測(cè)繪新技術(shù)可以更準(zhǔn)確、更高效地完成測(cè)繪，對(duì)保證建筑工程施工安全來(lái)說(shuō)十分重要。

測(cè)繪技術(shù)伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和機(jī)器人技術(shù)向智能化、機(jī)械化方向發(fā)展，對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生重大影響，也極大地改變了經(jīng)濟(jì)發(fā)展方向，開(kāi)創(chuàng)了一條新的道路。加快了中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和現(xiàn)代化進(jìn)程，為現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)的發(fā)展提供了新可能和新方向，與傳統(tǒng)測(cè)繪技術(shù)相比，現(xiàn)代測(cè)繪工程的測(cè)繪方法主要是GPS、GIS、RS，隨著測(cè)繪技術(shù)的成熟，在其他領(lǐng)域也逐漸得到了應(yīng)用，也有了新的發(fā)展渠道?，F(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)能通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)等方式進(jìn)行多重備份和存儲(chǔ)，有效防止因紙質(zhì)信息傳輸造成的信息傳輸不準(zhǔn)確和信息傳輸缺陷。但是，我國(guó)測(cè)繪技術(shù)仍存在較大問(wèn)題。

測(cè)繪工程是由多個(gè)項(xiàng)目組完成的，即測(cè)繪由專(zhuān)業(yè)工程師完成，具體工作由施工人員完成，后續(xù)檢查交由專(zhuān)業(yè)檢查員，上述人員合力完成一個(gè)測(cè)繪工程。但由于員工自身情況、不可抗力的影響，以及各部門(mén)之間缺乏順暢的溝通，即使完成了工作，工作質(zhì)量也未必高。專(zhuān)項(xiàng)檢查機(jī)構(gòu)是保證測(cè)繪工作質(zhì)量的重要手段，但在機(jī)構(gòu)檢查過(guò)程中還存在以下問(wèn)題。一是檢驗(yàn)人員素質(zhì)參差不齊，在檢驗(yàn)過(guò)程中很容易只看到表面，很難發(fā)現(xiàn)真正的問(wèn)題。其次，檢查方式不夠公開(kāi)透明，很多檢查人員受賄，不進(jìn)行公正公開(kāi)的檢查。當(dāng)出現(xiàn)上述情況時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)測(cè)繪質(zhì)量難以保證的情況。

2 測(cè)繪工程中無(wú)人機(jī)攝影測(cè)量技術(shù)應(yīng)用

2.1 像控點(diǎn)布設(shè)

使用無(wú)人機(jī)進(jìn)行攝影測(cè)量時(shí)，應(yīng)注意影像控制點(diǎn)的放置。只有經(jīng)過(guò)科學(xué)計(jì)算，合理布置影像控制點(diǎn)，才能更好地完成測(cè)量任務(wù)，最終應(yīng)該得到一個(gè)比較清晰的圖像，圖像控制點(diǎn)布設(shè)后可以捕捉清晰的圖像，更容易作出正確的判斷，為后續(xù)的無(wú)人機(jī)測(cè)量做準(zhǔn)備。圖像控制點(diǎn)通常設(shè)置在靠近路徑的位置上并與側(cè)面保持合理距離，像控點(diǎn)布設(shè)有兩種方法，即四角法和八點(diǎn)法，布設(shè)示意圖如下圖1所示。

圖1 像控點(diǎn)布設(shè)示意圖

由圖1可知，a圖代表四角法，b圖代表八點(diǎn)法，布局時(shí)還應(yīng)注意影像控制點(diǎn)周?chē)沫h(huán)境，選擇地形相對(duì)平坦、起伏較小的區(qū)域進(jìn)行布設(shè)。由于無(wú)人機(jī)攝影的最終目的是幫助工作人員清晰準(zhǔn)確地捕捉測(cè)繪地區(qū)的關(guān)鍵信息，因此在部署過(guò)程中需要設(shè)置關(guān)鍵位置控制區(qū)，從而完成無(wú)人機(jī)攝影測(cè)量的前期準(zhǔn)備工作。

2.2 航線(xiàn)設(shè)計(jì)

無(wú)人機(jī)攝影測(cè)量的前期準(zhǔn)備工作是測(cè)繪的關(guān)鍵點(diǎn)之一。由于最終目的是完成某地區(qū)的測(cè)量，因此，在測(cè)繪時(shí)不能讓無(wú)人機(jī)處于自由飛行的狀態(tài)，必須根據(jù)實(shí)際情況合理地計(jì)算和選擇航線(xiàn)。選擇航線(xiàn)最重要的是根據(jù)被測(cè)項(xiàng)目的實(shí)際情況和測(cè)量的重點(diǎn)來(lái)設(shè)計(jì)合適的飛行航線(xiàn)。因此，在設(shè)計(jì)路徑時(shí)，必須根據(jù)自己的情況選擇最快、最清晰、最有序的拍攝路徑。同時(shí)，要適當(dāng)避開(kāi)斜坡、洞穴、瀑布等可能對(duì)無(wú)人機(jī)測(cè)繪造成不利影響的區(qū)域。

在設(shè)計(jì)航線(xiàn)的過(guò)程中，要注意無(wú)人機(jī)的飛行高度，只有選擇一個(gè)適合拍攝的中間位置才能進(jìn)行清晰準(zhǔn)確的拍攝。還需要注意路徑節(jié)點(diǎn)設(shè)置。需要達(dá)到對(duì)圍繞的路徑網(wǎng)絡(luò)部署的效果，才能實(shí)現(xiàn)高效測(cè)繪，只有經(jīng)過(guò)科學(xué)計(jì)算并選擇正確的路徑，才能更好地控制無(wú)人機(jī)，更好地完成測(cè)繪工作。

2.3 補(bǔ)測(cè)

無(wú)人機(jī)測(cè)繪不是萬(wàn)能的，按照現(xiàn)有的科技發(fā)展水平，無(wú)人機(jī)依然不能實(shí)現(xiàn)無(wú)盲區(qū)拍攝，在拍攝過(guò)程中，經(jīng)常出現(xiàn)拍攝盲區(qū)，這種盲區(qū)的產(chǎn)生在目前的技術(shù)背景下是不可避免的。因此，工作人員在進(jìn)行測(cè)繪時(shí)，應(yīng)注意對(duì)測(cè)量盲點(diǎn)地區(qū)的補(bǔ)測(cè)，根據(jù)實(shí)際情況分析盲點(diǎn)的位置，在此基礎(chǔ)上必須結(jié)合當(dāng)前的測(cè)量結(jié)果，重新排列測(cè)量點(diǎn)并再次測(cè)量。通過(guò)檢查盲點(diǎn)位置，彌補(bǔ)之前測(cè)繪的不足。如果在測(cè)繪時(shí)，出現(xiàn)了多處無(wú)法實(shí)現(xiàn)測(cè)繪的位置，可以使用人工測(cè)繪來(lái)彌補(bǔ)無(wú)人機(jī)測(cè)繪的盲點(diǎn)。只有這樣，才能更好地將人與智能結(jié)合起來(lái)，完成測(cè)繪任務(wù)。

2.4 三角測(cè)量

在進(jìn)行一些特殊地區(qū)的測(cè)繪時(shí)，如地形測(cè)繪、高程測(cè)繪等，需要航拍進(jìn)行測(cè)繪，這就需要將最新科技與無(wú)人機(jī)測(cè)繪過(guò)程相結(jié)合。事實(shí)上，工作人員在測(cè)繪時(shí)可以將無(wú)人機(jī)測(cè)量技術(shù)與定位系統(tǒng)相結(jié)合。為了進(jìn)行更好的測(cè)量，需要根據(jù)定位系統(tǒng)建立攝影路線(xiàn)，并額外獲取目標(biāo)區(qū)域的地形數(shù)據(jù)。

在測(cè)量過(guò)程中，無(wú)人機(jī)可以實(shí)時(shí)記錄和傳輸測(cè)量數(shù)據(jù)，從而科學(xué)合理地排列測(cè)繪圖像。為確保無(wú)人機(jī)測(cè)量數(shù)值的準(zhǔn)確度，可以根據(jù)實(shí)際情況合理要求工作人員進(jìn)行三角測(cè)量。即將定位系統(tǒng)傳輸?shù)牡乩硖卣髋c地面測(cè)量?jī)x器的測(cè)量結(jié)果和無(wú)人機(jī)拍攝的圖像進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，從而保證測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

2.5 立體采編

隨著新時(shí)代的到來(lái)，人們對(duì)測(cè)繪工程的準(zhǔn)確性要求越來(lái)越高，已經(jīng)從單純的地表測(cè)繪發(fā)展到地形地貌等指標(biāo)的綜合測(cè)繪，這種測(cè)繪方法被稱(chēng)為立體采編，立體采編需要搜集和整理測(cè)試區(qū)域的地理環(huán)境和地質(zhì)信息，這就需要在無(wú)人機(jī)攝影測(cè)繪過(guò)程中采用三維技術(shù)進(jìn)行編輯。

測(cè)量時(shí)，測(cè)繪人員首先需要通過(guò)計(jì)算機(jī)計(jì)算合適的參數(shù)，以保證無(wú)人機(jī)測(cè)量過(guò)程中地平線(xiàn)的穩(wěn)定性和測(cè)量精度，參數(shù)計(jì)算后，再結(jié)合適當(dāng)?shù)牡孛婵睖y(cè)和繪圖信息來(lái)執(zhí)行全面光潔度計(jì)算。只有這樣，才能在保證測(cè)繪信息準(zhǔn)確的基礎(chǔ)上，對(duì)測(cè)量情況進(jìn)行三維編輯。在復(fù)雜地形的測(cè)量中，無(wú)人機(jī)必須根據(jù)實(shí)際情況對(duì)整個(gè)外部環(huán)境進(jìn)行掃描，并通過(guò)參數(shù)設(shè)置對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和校正。同時(shí)，要對(duì)測(cè)繪人員進(jìn)行適當(dāng)?shù)闹亟M，最后整合在一起，完成測(cè)繪任務(wù)。

3 應(yīng)用實(shí)踐

3.1 工程實(shí)例

選取某工程，應(yīng)用傳統(tǒng)的測(cè)繪技術(shù)和無(wú)人機(jī)測(cè)繪技術(shù)進(jìn)行實(shí)踐，調(diào)查可知，該工程在施工時(shí)形成了4個(gè)深坑，現(xiàn)在需要填埋，因此，需要在項(xiàng)目范圍內(nèi)繪制高精度地圖。由于工程區(qū)地形復(fù)雜，坡度陡，坑也較深，人工測(cè)量風(fēng)險(xiǎn)較大，施工周期長(zhǎng)，因此，在實(shí)踐中采用無(wú)人機(jī)攝影測(cè)量技術(shù)和傳統(tǒng)的測(cè)繪技術(shù)對(duì)10個(gè)點(diǎn)的高度進(jìn)行測(cè)量。在勘察準(zhǔn)備階段，需要調(diào)查拍攝區(qū)域的氣候環(huán)境，避免測(cè)繪誤差。

3.2 實(shí)踐結(jié)果與討論

分別使用傳統(tǒng)的測(cè)繪技術(shù)和無(wú)人機(jī)攝影測(cè)量技術(shù)檢測(cè)工程深坑處10個(gè)危險(xiǎn)區(qū)域的高度，檢測(cè)結(jié)果如下表1所示。

表1 實(shí)踐結(jié)果

由表1的高度檢測(cè)數(shù)值可知，無(wú)人機(jī)測(cè)繪技術(shù)測(cè)量的高度與實(shí)際值的差距最小，因此該技術(shù)具有精度高的優(yōu)點(diǎn)，除此之外，該技術(shù)還能實(shí)現(xiàn)定向分析，節(jié)省了人力物力資源。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，工程對(duì)測(cè)繪的要求也越來(lái)越高，在這種情況下，必須跟隨實(shí)際發(fā)展的步伐進(jìn)行適當(dāng)優(yōu)化，因此，應(yīng)將無(wú)人機(jī)攝影測(cè)量的數(shù)據(jù)應(yīng)用到測(cè)繪工程中，從而更好地完成測(cè)繪任務(wù)，除此之外，測(cè)繪技術(shù)人員還需要積極分析無(wú)人機(jī)攝影測(cè)量技術(shù)在使用中的問(wèn)題，不斷進(jìn)行改進(jìn)，提高測(cè)繪作業(yè)的準(zhǔn)確性，積極進(jìn)行實(shí)踐，為實(shí)現(xiàn)高精度測(cè)繪作出貢獻(xiàn)。