無人機遙感測繪在基坑監測中的應用研究

胡貝

（中南勘察設計院集團有限公司，武漢430000）

1 引言

無人機（Unmanned Aerial Vehicle，UAV）是一種由動力驅動、機上無人駕駛、依靠空氣提供升力、可重復使用航空器的簡稱[1]。無人機與遙感技術的結合，即無人機遙感，是利用先進的無人駕駛飛行器技術、遙感傳感器技術、遙測遙控技術、通信技術、GPS 差分定位技術和遙感應用技術，完成遙感數據處理、建模和應用分析能力的應用技術[2]。無人機是未來信息環境下，一種數據驅動的空中移動智能測量機器人。隨著航空、計算機和微電子等技術的發展完善和無人機遙感測繪實用化的研究，無人機在工程測繪中的應用越來越廣泛。

2 無人機遙感技術特征

與傳統遙感攝影技術相比，無人機遙感不僅改善了測繪工程對于氣象條件較強的依賴性，還簡化了工作流程、降低了工程成本、縮短了測量周期。此外，無人機遙感測繪還具有機動性強、維護操作簡便以及低空分辨率高等顯著優勢，由此被廣泛應用于城市建設中。

在工程測量中引入無人機遙感技術，可以極大地縮短區域范圍內的測量時間。在監測工作中使用無人機遙感技術，能在較短的時間內全面、精準地掌握建設項目區域內的信息，同時還擁有非常好的圖像質量。進行信息處理時，良好的圖片質量以及較高的處理速度有助于增加最終結果信息的精確性，對促進工程測量進一步發展具有重要意義[3]。

在實際使用無人機遙感技術時，不僅要能精準識別區域內體積較大的物體，同時也要能夠捕捉較小的物體，這樣才能保證測量的效果與準確性[4]。

將無人機遙感技術應用到基坑工程測量中，能夠根據實際測量需求靈活地變化測量范圍、實現特定區域的重點測量[5]。通過無人機遙感技術的應用，在基坑監測過程中無人機能夠將獲取的數據及時傳輸到處理系統中，從而反映測量點的真實情況，有效提升工程測量結果的直觀性[6～8]。

3 無人機遙感基坑測繪關鍵技術

3.1 數據處理

在測繪工程監測作業過程中，由于基坑作業的復雜度較高，需搜集和整理工程項目涉及的各項數據資料，為后期各項作業的順利開展奠定良好基礎。

對數據進行處理時，為確保數據處理的準確性、科學性和有效性，需要通過掃描各種不同類型的圖紙獲得矢量化數據，并根據具體情況完成相應賦值；轉化矢量數據時，需要對矢量數據格式進行統一化調整。在完成投影變換和構建拓撲關系后，建立精準地遙感模型[9]。

3.2 做好地質建模，提高監測精準度

在基坑測繪作業過程中，由于地質、地形因素的影響，遙感技術在應用過程中的監測數據會受到一定的影響。因此，應在結合當地地質資料的基礎上，做好地質建模工作，以此在妥善處理監測過程中各種問題的同時，進一步提升工程監測數據的精準度和可靠性，最終為三維數據庫的建立和完善奠定良好基礎。

4 無人機遙感測繪基坑監測工程應用

4.1 基坑變形機理分析

無人機遙感基坑監測實景如圖1 所示。基坑施工作業過程中，基坑變形情況主要包括基坑底部的隆起、地表的沉降、圍護結構變形等，在攝影測量技術應用過程中，需要對基坑變形機理進行系統化分析。在挖面卸荷過程中，基坑變形的原因主要有以下幾點：（1）基坑地層隆起。在測繪工程施工過程中，基坑地層隆起是影響基坑穩定性的重要因素。（2）圍護墻的變形。測繪工程施工過程中，圍護墻變形也是影響攝影測量數據精準度的重要因素。

圖1 無人機遙感基坑監測實景

4.2 基坑測繪具體應用

在基坑測繪工程的監測過程中，其監測內容主要包括環境監測、維護結構監測以及支撐結構監測等，應用攝影監測技術時，相關工作人員需做好如下工作：（1）合理設置監測基準點。在攝影監測技術應用過程中，通過上述分析可知，基坑變形問題的存在在一定程度上對測繪質量和監測效率而言有極為不利的影響，在具體應用過程中為保證技術應用效益的最大化發揮，基層產業機構和相關主管部門工作人員需合理設置監測基準點。（2）合理設置變形監測點。在進行變形監測點設置過程中，其位置設置的科學性、合理性與否，在很大程度上對監測數據結果的精準度具有重要影響，而近年來隨著測繪作業量的持續增加，為提高檢測結果的精準度，變形監測點在設置時，除了保證監測點在同一直線以及均勻分部外，也可以采用強制對中墩提高測量精度。

5 結語

遙感和攝影測量是現階段基坑測量工程中一種新型的監測技術。與傳統測量手段相比，不僅確保了測量數據的精準度，同時也保證了工程建設的安全性、穩定性和合理性，最終為預期建設作業目標的達成奠定了良好基礎。

經分析，將無人機遙感技術應用到基坑測繪工程監測作業中，通過對比多維度數據顯示了細節特征，確保了監測數據的精準度。通過以立體角度對地質對象實況進行觀察，可幫助施工單位獲取作業的相關信息，在實現數據科學化處理的基礎上為后期施工作業的順利開展奠定基礎。