袁國強(qiáng)

(江西省自然資源測(cè)繪與監(jiān)測(cè)院 江西 南昌 330002)

1 引言

無人機(jī)遙感技術(shù)是近年來新興的技術(shù)手段之一，具有在測(cè)繪工程中廣泛應(yīng)用的潛力。其通過無人機(jī)搭載載荷設(shè)備，采集高分辨率圖像數(shù)據(jù)，為測(cè)繪工程提供了新的解決方案。與傳統(tǒng)的測(cè)繪方法相比，無人機(jī)遙感技術(shù)具有許多優(yōu)勢(shì)，如可以獲取到復(fù)雜地形、不易到達(dá)區(qū)域的數(shù)據(jù)，可以節(jié)省時(shí)間和成本，可以提高數(shù)據(jù)采集和處理的效率、準(zhǔn)確度等。本文將從無人機(jī)遙感技術(shù)在測(cè)繪工程中的應(yīng)用出發(fā)，探討其在數(shù)據(jù)采集、處理、分析以及優(yōu)勢(shì)方面的相關(guān)內(nèi)容。

2 無人機(jī)遙感技術(shù)在測(cè)繪工程中的應(yīng)用

2.1 數(shù)據(jù)采集

通過無人機(jī)載荷設(shè)備采集的數(shù)據(jù)，可以獲取地形三維信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)地面的高精度測(cè)量。無人機(jī)遙感技術(shù)采集的數(shù)據(jù)類型豐富，可以包括圖像、視頻、多光譜等數(shù)據(jù)。在進(jìn)行數(shù)據(jù)采集前，需要規(guī)劃好飛行路徑，確定數(shù)據(jù)采集的時(shí)間、空間分辨率和覆蓋范圍等參數(shù)。此外，數(shù)據(jù)采集需要遵守相關(guān)法律法規(guī)和安全規(guī)范，確保操作安全、數(shù)據(jù)的合法性和可靠性。

2.2 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)處理是無人機(jī)遙感技術(shù)應(yīng)用在測(cè)繪工程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其目的是將采集到的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、修正、轉(zhuǎn)換和整合，從而得到高質(zhì)量的測(cè)量數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)處理的過程包括數(shù)據(jù)的預(yù)處理、特征提取、幾何校正、數(shù)據(jù)融合等環(huán)節(jié)。在數(shù)據(jù)處理過程中，需要根據(jù)具體情況選擇適合的數(shù)據(jù)處理軟件和算法，并結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析。此外，數(shù)據(jù)處理還需要遵循數(shù)據(jù)質(zhì)量控制的原則，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。數(shù)據(jù)處理的質(zhì)量和效率直接影響到后續(xù)數(shù)據(jù)分析和應(yīng)用的結(jié)果，因此必須高度重視。

2.3 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)分析是無人機(jī)遙感技術(shù)在測(cè)繪工程中的重要環(huán)節(jié)，其目的是通過對(duì)處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和解釋，獲得更加精確和全面的地理信息，為工程測(cè)量和規(guī)劃等提供支持。數(shù)據(jù)分析的方法很多，包括統(tǒng)計(jì)分析、空間分析、模型分析等。通過對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可以得到地形地貌及地面高程相關(guān)信息。此外，數(shù)據(jù)分析還可以結(jié)合實(shí)際需要進(jìn)行數(shù)據(jù)可視化，以直觀的方式呈現(xiàn)地理信息，幫助用戶更好地理解和應(yīng)用數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)分析的結(jié)果可以為工程測(cè)量、城市規(guī)劃、自然資源管理等領(lǐng)域提供決策支持，具有重要的應(yīng)用價(jià)值。

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

3.1 精度與效率

無人機(jī)遙感技術(shù)在測(cè)繪工程中的應(yīng)用具有較高的精度和效率優(yōu)勢(shì)。與傳統(tǒng)的地面測(cè)量方法相比，無人機(jī)遙感技術(shù)可以在較短的時(shí)間內(nèi)獲取大量的高精度測(cè)量數(shù)據(jù)，極大地提高了測(cè)量的效率。同時(shí)，無人機(jī)遙感技術(shù)可以采集到較為復(fù)雜、不易到達(dá)的地形和建筑物信息，具有較高的精度和準(zhǔn)確性。此外，無人機(jī)遙感技術(shù)在數(shù)據(jù)處理和分析方面也具有優(yōu)勢(shì)，可以實(shí)現(xiàn)快速、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)處理和分析，提高了數(shù)據(jù)利用的效率和精度。因此，無人機(jī)遙感技術(shù)已成為測(cè)繪工程中不可或缺的一種工具和手段[1]。

3.2 成本與時(shí)間

相較于傳統(tǒng)的地面測(cè)量方法，無人機(jī)遙感技術(shù)在測(cè)繪工程中的應(yīng)用可以有效地節(jié)約時(shí)間和成本。傳統(tǒng)的地面測(cè)量方法需要耗費(fèi)大量的時(shí)間和人力物力，而無人機(jī)遙感技術(shù)可以在較短時(shí)間內(nèi)獲取大量的高精度測(cè)量數(shù)據(jù)，大大縮短了測(cè)量時(shí)間[2]。此外，無人機(jī)遙感技術(shù)的采集成本相對(duì)較低，而且可以采集到更為全面和精確的數(shù)據(jù)，從長遠(yuǎn)來看可以節(jié)約成本。此外，無人機(jī)遙感技術(shù)在數(shù)據(jù)處理和分析方面也可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化處理，降低了人工干預(yù)的成本[3]。因此，無人機(jī)遙感技術(shù)的應(yīng)用可以顯著提高測(cè)繪工程的效率，節(jié)約時(shí)間、成本。

4 案例分析

以德興銅礦為例，介紹利用無人機(jī)遙感技術(shù)在地形地貌測(cè)繪中的應(yīng)用。傳統(tǒng)村鎮(zhèn)地形地貌測(cè)繪需要人工進(jìn)行地面標(biāo)志和測(cè)量，成本高、效率低，而利用無人機(jī)遙感技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)高效、高精度的數(shù)據(jù)采集和處理，為村鎮(zhèn)規(guī)劃提供可靠的數(shù)據(jù)支持。

4.1 地形數(shù)據(jù)采集

利用無人機(jī)搭載的激光雷達(dá)設(shè)備，采集建筑物周圍的地形數(shù)據(jù)，生成高精度的地形模型，形成地形數(shù)據(jù)。對(duì)于地形復(fù)雜、地勢(shì)惡劣的情況，特別是在山區(qū)山路崎嶇難行，傳統(tǒng)的測(cè)繪方法，不僅耗時(shí)耗力，給測(cè)繪人員的生命安全還帶來了風(fēng)險(xiǎn)。還有有坡度的梯田，傳統(tǒng)測(cè)量難度大，準(zhǔn)確度低，在測(cè)繪領(lǐng)域中一直是一個(gè)難題。無人機(jī)的高精度攝像頭可以對(duì)測(cè)繪目標(biāo)進(jìn)行圖像采集，對(duì)測(cè)繪對(duì)象進(jìn)行近距離拍攝，還能對(duì)獲取的影像效果進(jìn)行自動(dòng)校正，為測(cè)繪人員提供精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)支持。在惡劣的環(huán)境中采用無人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)，可以克服惡劣環(huán)境開展測(cè)量面臨的諸多困難，保障測(cè)繪工作的效率和精度。下圖是德興銅礦300 排土場(chǎng)生態(tài)修復(fù)項(xiàng)目（1∶1000）地形測(cè)繪圖，圖A 標(biāo)有高層點(diǎn)的梯田是外業(yè)人員測(cè)量了一天，約有200 畝。因?yàn)殡y測(cè)量，進(jìn)度慢，后改用無人機(jī)遙感測(cè)繪，圖B 是采用無人機(jī)遙感技術(shù)采集數(shù)據(jù)形成的圖像。此片地區(qū)約1500畝，用了不到半天時(shí)間。

圖A 德興銅礦300排土場(chǎng)生態(tài)修復(fù)項(xiàng)目（1∶1000）地形測(cè)繪圖

4.2 地貌數(shù)據(jù)采集

無人機(jī)能在短時(shí)間內(nèi)直接到達(dá)測(cè)繪地區(qū)，展開大范圍測(cè)繪工作。一般情況，一臺(tái)無人機(jī)每天可以開展200 至320 平方公里的測(cè)繪作業(yè)。假如工作面積較大，還可以多架無人機(jī)同時(shí)工作，開展超大面積的測(cè)繪。在村鎮(zhèn)房屋測(cè)繪中，利用無人機(jī)搭載的載荷設(shè)備，采集建筑物四周的多角度影像，生成建筑物的三維模型，進(jìn)行建筑物立面的精細(xì)測(cè)量和分析，經(jīng)過內(nèi)業(yè)處理形成建筑物的測(cè)繪數(shù)據(jù)。通過無人機(jī)遙感技術(shù)可以準(zhǔn)確高效地采集到這個(gè)地區(qū)的所有建筑物數(shù)據(jù)，節(jié)省了大量的人力物力和時(shí)間。在每年開展的“省情”“國情”測(cè)繪中，通過無人機(jī)遙感技術(shù)獲取路、橋、河流、植被等影像數(shù)據(jù)，可以幫助業(yè)內(nèi)人員更好地完成數(shù)據(jù)采集工作，減少外業(yè)人員的工作量，提升測(cè)繪工作質(zhì)量和效率。

5 結(jié)束語

在測(cè)繪工程的實(shí)際應(yīng)用中，無人機(jī)遙感技術(shù)可以幫助提高測(cè)量精度、節(jié)約時(shí)間成本、減少人力資源等方面的投入。利用其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)保障地形復(fù)雜地區(qū)和不易到達(dá)地區(qū)工程測(cè)量的效率和可靠性，為工程建設(shè)提供全方位的數(shù)據(jù)支持和服務(wù)。無人機(jī)遙感技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用還有很多，隨著無人機(jī)遙感技術(shù)的快速發(fā)展，采集到的高精度、高分辨率的地理數(shù)據(jù)不僅為城市規(guī)劃、土地勘察、道路規(guī)劃等領(lǐng)域提供了全新的解決方案，而且可以為地球科學(xué)和環(huán)境保護(hù)等方面的研究提供重要數(shù)據(jù)支持，在更多領(lǐng)域發(fā)揮作用。