淺談無人機遙感測繪技術的應用

陶楊

（安徽城市管理職業學院，安徽 合肥230000）

1 背景概述

無人機技術即無人機遙感技術, 是通過利用無線裝置來控制無人機,實現快速的獲取信息的先進技術。無人機遙感技術具有自動化,信息化,智能化,數據化等優勢,在各個行業應用中顯示其突出特點。傳統的地面測繪信息的采集主要是依靠人工,衛星或載人飛機來獲取, 但采集信息的外在環境影響大、成本費用高、信息處理和更新速度慢等限制了在測繪工程的應用。無人機技術主要的配套設施包括： 無人機平臺、GPS 定位處理系統、高分辨率的數碼傳感器以及數據分析平臺, 是將計算機技術、GPS 導航、和信息通訊技術及數據處理技術相融合的高新技術。相比之下,無人機遙感測繪技術成本低、操作簡便、成像顯示清晰、采集周期短等優點[1],這些優點彌補了傳統的測繪手段的不足和缺陷。目前, 無人機遙感測繪技術研究取得了重大進展,本文通過對無人機遙感技術分析, 加強大家對此無人機測繪技術的認知, 為后續測繪技術的發展做出了展望及該技術的應用瓶頸進行具體的分析。

2 無人機測繪技術的優勢

2.1 快速高效的監測過程

鑒于無人機技術無需實際的駕駛員操作,極大的降低了機體的重量,使無人機飛行操作更簡便。無人機較小的體積體現出操作的靈活性強及使用時的場地要求低。隨著無人機技術的革新及配件的日益完善,受到環境因素的影響會逐漸降低,使用的智能化會逐漸體現,技術人員運行的專業技術要求會逐漸降低。運營成本低。隨著遙感技術的融入,無人機技術應用范圍越來越廣,市場需求越來越大,獲得巨大的發展動力。利用無人機測繪往往能夠快速到達監測區域, 其自身的設計參數能夠作出快速的判斷及實際現場監測作出分析。正常無人機監測的設計范圍為300-350 平方公里, 超過該面積的需重新設計參數,較大的監測面積體現出工作效率的提升[2]。監測現場后會得出一系列圖像信息,快速對其分析,得出該區域的實際情況。比如在出現一些緊急的突發性事件, 采用無人機測繪技術可以及時處理突發事件,縮短必要工作時間,減小不必要的經濟損失。在土地調查、城市規劃、野外作業等領域效果明顯,在保證監測精度的同時還可保證效率,減少人員時間。

2.2 宏觀的監測區域

無人機遙感測繪進行小范圍監測管理和數據收集, 實現對狹小的地理空間進行監測和數據采集,同時,無人機遙感測繪技術主要運用光譜分析技術和計算機處理軟件, 對監測區域實現同時多架、多角度、多次的大范圍的數據分析和信息采集,對更大范圍和空間進行監測, 在各個階段都會是體現出良好的精準度。此外,無人機遙感技術還可以通過三維模擬技術,更為真實的模擬宏觀情景為應急事件的處理等提供準確、宏觀的技術信息。在需要進行大范圍監測時,可以啟用多臺無人機連續無死角的測量,建立局部區域數據分析平臺,實現多臺無人機數據共享和整合,及時處理無人機傳輸的信息。

2.3 處理信息效率高無人機導出的圖像分辨率更高,與傳統衛星導航影像相比,達到0.1-0.5 米范圍[3]。在土木工程測量時,測量的目標有時會出現遮蔽現象, 衛星導航或者儀器難以照準觀測目標,或是在地面觀測難以確定對象范圍時,利用無人機測繪技術進行監測,可以提高監測區域的信息獲取速度。無人機遙感技術與GIS 技術快速集成,迅速搭建監測應用系統。從目前監測指標來看,無人機測繪都具有符合標準的時間、空間分辨率,測繪局和測繪公司所用的航攝用的無人機能保證精度對測區進行監測、采集測量數據,并獲取就具體的地物地貌信息,在測量工程中有廣泛的應用。

2.4 安全可靠性在安全及可靠性上,雖然無人機遙感技術在我國使用的時間并不是很長, 但是隨著我國人工智能技術的不斷創新研究,測量行業對地質測量工作的要求越來越高,無人機遙感測繪技術的使用也就應運而生。無人機遙感測繪在一定程度上比人為的測量結果更安全和可靠。該技術的運用可以極大的釋放人力,測量人員只要操作無人機,無需帶著測量設施親身去現場實際的監測,避免環境產生的安全問題,尤其是惡劣的野外環境及特殊區域。因此,無人機技術的應用在很大程度上保證了科研人員和操作人員的安全,在地質監測方面,展現出巨大的潛力和實用性。

3 無人機遙感技術的實際應用

3.1 復雜地區工程測繪中的應用

傳統的導航攝影測量對地形環境要求比較高, 無人機遙感技術可以應用到地形環境不理想的地區。在特殊復雜的地區,比如有云霧天氣或地形起伏劇烈的地區使用傳統攝影測量效果不理想,運用無人機遙感技術來進行測繪,無人機航測受地形因素影響較小,能保證測繪精度。無人機遙感技術采用無人服務系統,推廣和普及測繪這項技術的科學技術化,在特殊復雜工程監測時,可以廣泛運用和信息化管理,提高整體管理水平和監測精度。例如在進行礦山的測繪時, 必然會導致礦山周邊環境的破壞, 但是利用無人機測繪技術不僅加強了測繪的精度和礦山的保護,而且人員安全得到保障,不涉及危險作業。

3.2 低空監測時無人機遙感技術的應用

通過無人機遙感技術中的無人飛艇低空航測技術,在海拔較高的山區中,視線不好或者環境條件惡劣的情況之下,使用無人機遙感的拍攝技術獲取高清影像資料。另外,通過無人機遙感技術展開低空航拍,利用低空數碼相機以及無人飛艇低空航測,降低測繪誤差。采用專門的數據處理軟件,利用軟件的邏輯性和智能化提高無人機自動化的信息處理技術水平。無人機技術自動化的使用解決傳統低空航測測定中數據處理的瓶頸, 信息處理精確度及可靠性的提升。因此,可以得出無人機的遙感技術提供更多的技術支持,而且具體操作更加靈活方便,對于圖像的捕捉更加清晰。

3.3 數據采集和數據處理中的應用

在數據采集過程中,無人機利用變焦數碼相機,先標定變焦鏡頭,在分析標定結果,找出焦距與相機和畸變系統參數之間的關系,快速獲得高質量的影像資料,便于后期數據的分析[4]。傳統的室外測量后會通過人工進行紙質記錄和數據分析, 會出現圖紙和數據的混亂。無人機則會利用計算機技術記錄保存數據,進行自動的排序,合理篩選數據。通過處理軟件進行繪圖或直接得出相關系數,直接明了的反應測繪數據所得出的結論,并且保存完整,有效的數據,以供后續研究。

4 無人機遙感測繪技術的展望

隨著人工智能時代的到來和科學技術的快速發展,新興的測繪技術必將取代傳統的測量技術。無人機技術在其平衡度及操作控制方面的日益完善,配套拍攝精度的提高,監測過程信息處理的快速及自動化, 導致無人機測繪技術必然會替代傳統的測量技術。同時,通過理論研究和實踐操作及大量的工程項目,提高了工程測量中無人機遙感技術使用, 保證了各項工程測繪工作的順利實施。無人機遙感測繪技術需自我完善的幾個方面包括：傳感器的精度,環境因素的抗干擾性,信息處理的智能化,無人機自身的結構研發,監測范圍的擴大化,配套設備(攝像,坐標定位等)的精細化。因此,無人機測繪技術的廣泛運用還有待繼續研究,克服其自身的問題點才能發揮其特有的優勢。

5 結論

近幾年來測量行業對無人機遙感測繪技術的重視程度和科研人員的不斷開發創新, 無人機測繪技術已廣泛應用于工程測量工作,有效地提升了整個測量的簡便性和準確性,即將成為一種發展趨勢。無人機遙感技術推出,為整個的測繪工程發展提出了新的方向,在測繪技術上的創新,為整個的測繪工程不斷發展提供了良好技術支持。但是無人機遙感技術依然存在不少的技術難題,還需要進行不斷的摸索以及實踐。