［關(guān)鍵詞］無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)；測(cè)繪工程；質(zhì)量控制

近些年來(lái)，我國(guó)現(xiàn)代科技發(fā)展速度逐漸加快，使得各種先進(jìn)的測(cè)繪技術(shù)開(kāi)始應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域，但從實(shí)際情況來(lái)看，在當(dāng)前的測(cè)繪工程中對(duì)于無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)的使用依然面臨不利因素，有必要對(duì)其展開(kāi)更為深層次的探究。

1. 研究背景

測(cè)繪工程是開(kāi)展各種大型工程建設(shè)的基礎(chǔ)，需要工作人員在此基礎(chǔ)上展開(kāi)設(shè)計(jì)、規(guī)劃以及決策工作，而進(jìn)入工程建設(shè)階段同樣需要進(jìn)行測(cè)量以及測(cè)繪，進(jìn)而保障工程施工能夠嚴(yán)格依照方案要求，在完成工程建設(shè)之后還應(yīng)當(dāng)竣工測(cè)量，進(jìn)而從根本上為工程的質(zhì)量提供保障。以無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)為代表的現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)創(chuàng)新，測(cè)繪工程在現(xiàn)代技術(shù)飛速發(fā)展的時(shí)代背景下逐漸朝著智能化和自動(dòng)化的方向發(fā)展，基于無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)的工程測(cè)繪流程如圖1所示：

2. 無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)在測(cè)繪工程中的應(yīng)用要點(diǎn)

2.1合理規(guī)劃航線

為了能夠最大限度發(fā)揮無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)作用，應(yīng)當(dāng)針對(duì)航線展開(kāi)合理的規(guī)劃工作，進(jìn)一步明確工程測(cè)繪所在地的邊界和地形條件。若是其所在地區(qū)有著較為復(fù)雜的特點(diǎn)便應(yīng)當(dāng)妥善開(kāi)展邊界校核工作，進(jìn)而為航線規(guī)劃的高質(zhì)量完成創(chuàng)造條件。工程測(cè)繪過(guò)程中需要針對(duì)現(xiàn)有的數(shù)據(jù)采集范圍進(jìn)行拓寬，此舉能夠高效應(yīng)對(duì)影像變量過(guò)大的現(xiàn)象，進(jìn)而從根本上促進(jìn)數(shù)據(jù)整理成效的提高。例如，在測(cè)繪時(shí)，需要先對(duì)區(qū)域的中心位置進(jìn)行確定，并將邊界和中心點(diǎn)距離看作航測(cè)半徑，對(duì)其擴(kuò)大10%～30%，這樣便可以盡可能促進(jìn)測(cè)繪精確度的提升。由于工程測(cè)繪地區(qū)往往復(fù)雜，所以航測(cè)時(shí)應(yīng)當(dāng)事先安排好航線，妥善完整記錄[1]。

2.2 科學(xué)布設(shè)像控點(diǎn)

通常情況下，可以通過(guò)對(duì)于GPS以及RTK等技術(shù)的輔助應(yīng)用開(kāi)展像控點(diǎn)的布設(shè)工作，應(yīng)當(dāng)對(duì)于像控點(diǎn)基準(zhǔn)點(diǎn)校核，這樣便能夠?yàn)槎ㄎ痪_創(chuàng)造條件。與此同時(shí)，像控點(diǎn)的布設(shè)位置應(yīng)當(dāng)能夠方便引測(cè)和測(cè)量工作，并且具有不容易被破壞的特點(diǎn)，這樣便能夠提升合理性，為測(cè)繪高效開(kāi)展奠定基礎(chǔ)。除此以外，應(yīng)當(dāng)全面了解工程測(cè)繪區(qū)域當(dāng)前情況，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)于像控點(diǎn)數(shù)量的合理把控，一般來(lái)說(shuō)，小范圍區(qū)域內(nèi)只需要進(jìn)行4個(gè)像控點(diǎn)的布控，應(yīng)當(dāng)根據(jù)范圍適當(dāng)增加和減少。工作人員應(yīng)當(dāng)強(qiáng)化對(duì)于信息技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)而構(gòu)建三維模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)于基準(zhǔn)坐標(biāo)的準(zhǔn)確錄入。

2.3 精確設(shè)定航測(cè)參數(shù)

在合理規(guī)劃航線以及科學(xué)布設(shè)像控點(diǎn)的同時(shí)，測(cè)繪人員還應(yīng)當(dāng)對(duì)航測(cè)參數(shù)進(jìn)行精確設(shè)定，針對(duì)同向飛行的無(wú)人機(jī)而言，應(yīng)當(dāng)合理把控同向重合率，確保能夠在60%以上，而對(duì)于旁向飛行的無(wú)人機(jī)來(lái)說(shuō)，則應(yīng)當(dāng)保障旁向重合率大于30%。在正式進(jìn)入航測(cè)階段之后需要加大力度實(shí)施對(duì)于航測(cè)速度以及高度等參數(shù)的管控，例如，當(dāng)其在傾斜方向上進(jìn)行測(cè)量時(shí)需要保障無(wú)人機(jī)的飛行高度在180 m以上，與此同時(shí)還應(yīng)當(dāng)確保其始終處在勻速飛行的狀態(tài)，維持在6～8 m/s范圍之內(nèi)，保障同向重合率始終在80%以上，與此同時(shí)，其旁向重合率不得低于50%。在正方向測(cè)量時(shí)，無(wú)人機(jī)飛行高度需要控制在80 m以上，精確把控勻速飛行，同向以及旁向重合率分別應(yīng)當(dāng)在85% 以及40%以上[2]。

2.4 高效落實(shí)內(nèi)業(yè)處理

在內(nèi)業(yè)處理階段，需要全面開(kāi)展對(duì)于數(shù)據(jù)的檢查工作，保障具有較高的重復(fù)性、精準(zhǔn)性以及完整性，剔除那些重復(fù)或者是錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)，面臨數(shù)據(jù)不完整的情況，應(yīng)當(dāng)合理采用補(bǔ)測(cè)的形式進(jìn)行補(bǔ)充，進(jìn)而保障數(shù)據(jù)能夠符合要求，接下來(lái)便可以在計(jì)算機(jī)軟件中對(duì)其錄入。結(jié)合當(dāng)前的實(shí)際情況來(lái)看，在應(yīng)用無(wú)人機(jī)遙感測(cè)繪軟件階段基本上會(huì)使用CASS、CAD以及ArcGIS作為處理軟件，由于使用無(wú)人機(jī)遙感測(cè)試技術(shù)開(kāi)展的數(shù)據(jù)采集工作在內(nèi)容方面比較廣泛，還包括影像以及圖片，所以通常會(huì)通過(guò)數(shù)字化軟件的應(yīng)用來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化坐標(biāo)的提取。

3. 以礦山測(cè)量為例分析無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)在測(cè)繪工程中的實(shí)踐應(yīng)用

3.1 應(yīng)用概況

結(jié)合當(dāng)前我國(guó)無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)在測(cè)繪工程應(yīng)用情況來(lái)看，礦山測(cè)量是至關(guān)重要的組成部分。當(dāng)前我國(guó)注重開(kāi)展對(duì)于各種礦產(chǎn)資源的開(kāi)發(fā)，在生產(chǎn)力不斷提升以及經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展的時(shí)代背景下，社會(huì)對(duì)于礦產(chǎn)資源有著越來(lái)越多的要求。而礦山的開(kāi)采成效直接關(guān)系到資源利用效率，所以應(yīng)當(dāng)強(qiáng)化落實(shí)礦山測(cè)繪工作。應(yīng)當(dāng)形成前瞻性思維，強(qiáng)化對(duì)于無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)等現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)的合理應(yīng)用，以便為礦產(chǎn)資源利用效率提升創(chuàng)造條件，此舉能夠有效降低礦山開(kāi)采帶來(lái)的環(huán)境污染。由于礦山建設(shè)的地點(diǎn)大多面臨相對(duì)惡劣的環(huán)境，與此同時(shí)，其地勢(shì)復(fù)雜，如果一味沿用固有的方式展開(kāi)測(cè)量會(huì)影響結(jié)果的準(zhǔn)確性，同時(shí)還會(huì)嚴(yán)重威脅測(cè)量人員安全。而在無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)的協(xié)助下，則可以幫助克服惡劣條件對(duì)測(cè)繪工作的阻礙，高質(zhì)量完成信息收集工作，進(jìn)而保障礦產(chǎn)資源能夠得到高質(zhì)量的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。應(yīng)用無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)開(kāi)展數(shù)據(jù)測(cè)量工作即便是在偏遠(yuǎn)地區(qū)也能夠發(fā)揮優(yōu)勢(shì)，從多角度著手得到全面詳細(xì)的視覺(jué)信息，為對(duì)開(kāi)發(fā)規(guī)劃方案進(jìn)行制定提供參考，此外，在礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)階段應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格依照可持續(xù)和綠色的原則，加強(qiáng)環(huán)保工作，高質(zhì)量監(jiān)督減少亂挖亂采現(xiàn)象[3]。

3.2 案例分析——安徽省某鋁土礦山測(cè)繪工程

3.2.1測(cè)繪要求

從鋁土礦礦床特征來(lái)看，礦體基本上出露地表，并呈現(xiàn)出分散分布的形式。與此同時(shí)，還有著突出的礦土共存以及露天堆積等特點(diǎn)。針對(duì)測(cè)繪工程而言，在礦區(qū)實(shí)現(xiàn)了較大范圍的覆蓋，作業(yè)的面積相對(duì)較大，以往大多會(huì)通過(guò)傳統(tǒng)測(cè)量方法，在礦區(qū)建立測(cè)量控制網(wǎng)，得到礦區(qū)各種基礎(chǔ)資料。在全部的資料當(dāng)中，數(shù)字高程模型以及地形圖是至關(guān)重要的，若是依然沿用固有的測(cè)量方法勢(shì)必會(huì)增加數(shù)據(jù)獲取的難度以及時(shí)長(zhǎng)。除此以外，得到的數(shù)據(jù)難以做到第一時(shí)間對(duì)礦區(qū)當(dāng)前實(shí)際全方位反映。但低空無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)的應(yīng)用能夠更加方便迅速地明確區(qū)域地形圖和數(shù)字高程模型。

3.2.2無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)的組成

在本礦區(qū)的測(cè)繪工程中主要采用低空無(wú)人機(jī)，其組成主要包括軟件系統(tǒng)、硬件系統(tǒng)以及通信系統(tǒng)，無(wú)人機(jī)的應(yīng)用質(zhì)量需要綜合考慮荷載、起降方式以及飛行高度全面評(píng)定。性能會(huì)對(duì)無(wú)人機(jī)采集數(shù)據(jù)的實(shí)效性產(chǎn)生重要影響。對(duì)于無(wú)人機(jī)系統(tǒng)而言，飛行平臺(tái)涉及推進(jìn)設(shè)備、導(dǎo)航器以及機(jī)體等。飛機(jī)的總重量需要控制在2 kg以上，與此同時(shí)還要加大對(duì)于飛行速度的控制力度，使其能夠維持在60-160 km/h范圍之內(nèi)，續(xù)航需要在1.3 h以上，能夠高效抵御4級(jí)的風(fēng)，同時(shí)還要搭載平臺(tái)作為支持。飛行控制系統(tǒng)主要包括轉(zhuǎn)速傳感器、GPS接收機(jī)以及IMU/GPS系統(tǒng)等，主要作用便是為無(wú)人機(jī)的高效運(yùn)轉(zhuǎn)提供支持，飛機(jī)控制系統(tǒng)能夠從根本上保障飛機(jī)飛行的穩(wěn)定性。遙感設(shè)備主要是指飛機(jī)傳感器系統(tǒng)。當(dāng)前傳感器包括紅外掃描儀以及多光譜成像儀，在飛行前，需要對(duì)于傳感器詳細(xì)檢查，實(shí)施校正工作[4]。

3.2.3無(wú)人機(jī)影像數(shù)據(jù)的獲取

（1）飛行質(zhì)量控制

在當(dāng)前低空無(wú)人機(jī)快速發(fā)展以及數(shù)碼相機(jī)持續(xù)優(yōu)化的過(guò)程中，測(cè)繪工程領(lǐng)域開(kāi)始意識(shí)到低空無(wú)人機(jī)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，但若是其面對(duì)高空中氣流不穩(wěn)定的現(xiàn)象，那么相對(duì)于大飛機(jī)來(lái)說(shuō)，無(wú)人機(jī)在獲取影像的過(guò)程中便有可能會(huì)出現(xiàn)機(jī)身傾覆以及偏離航線的問(wèn)題。無(wú)人機(jī)飛行情況會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)的質(zhì)量產(chǎn)生決定性作用，所以為了進(jìn)一步展現(xiàn)無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)在測(cè)繪工程中的應(yīng)用效果，關(guān)鍵在于強(qiáng)化無(wú)人機(jī)飛行質(zhì)量的控制。相片整體應(yīng)當(dāng)較為清楚，不存在云彩遮擋的現(xiàn)象，旋偏角應(yīng)當(dāng)控制在15°以內(nèi)，針對(duì)整條航帶而言，航線的彎曲度需要始終處在1.5%以下。從成圖比例尺出發(fā)，測(cè)區(qū)范圍內(nèi)實(shí)際飛行的航線高度同設(shè)計(jì)要求偏差應(yīng)當(dāng)控制在50 m以下，相對(duì)高差應(yīng)當(dāng)小于20 m。

（2）相機(jī)檢校文件

從實(shí)際情況來(lái)看，針對(duì)低空無(wú)人機(jī)遙感數(shù)據(jù)處理工作相對(duì)簡(jiǎn)單，相機(jī)是比較關(guān)鍵的傳感器之一，針對(duì)相機(jī)參數(shù)展開(kāi)檢校工作能夠在像點(diǎn)建模的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)對(duì)于成像幾何參數(shù)的計(jì)算，構(gòu)建目標(biāo)地物同影像對(duì)應(yīng)關(guān)系[5]。由此可見(jiàn)，開(kāi)展相機(jī)檢校工作目的是完整、合理地展現(xiàn)影像中的光束，明確得出影像的畸變系數(shù)以及內(nèi)方位元素。與無(wú)人機(jī)低空攝影測(cè)量相比，相機(jī)的畸變會(huì)導(dǎo)致其測(cè)攝的最終結(jié)果出現(xiàn)變化，可以通過(guò)對(duì)于內(nèi)方位元素的應(yīng)用有效規(guī)避共線方程的干擾，在此過(guò)程中應(yīng)當(dāng)先對(duì)干擾因素進(jìn)行確定。光學(xué)及變差主要由兩種類型構(gòu)成，分別為徑向畸變差以及離心畸變差。徑向畸變差主要指的是在徑向方向上構(gòu)像點(diǎn)同其預(yù)先的位置偏離，其徑向畸與主點(diǎn)偏移相比存在正負(fù)差別。當(dāng)鏡頭的中心未能做到同幾何中心重合時(shí)便會(huì)產(chǎn)生離心畸變。在無(wú)人機(jī)遙感測(cè)量過(guò)程中，結(jié)果并不會(huì)受到放射畸變以及偏心畸變的影響，所以通常情況下會(huì)將重點(diǎn)放在徑向畸變差方面，如下所示：

該公式中的k1、k2、k3指的是徑向畸變差系數(shù)，一般情況下只會(huì)對(duì)k1進(jìn)行考慮。（x，y）代表像點(diǎn)坐標(biāo)，R指的是像點(diǎn)直徑。

綜上所述，靈活使用無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)能夠有效突破以往測(cè)繪工程在時(shí)間和空間方面的限制。因此，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)的重視，更新升級(jí)，提升測(cè)繪結(jié)果的有效性。