工程測(cè)繪中無人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用分析

馬彥輝

（平朔集團(tuán)有限公司，山西 朔州 036006）

測(cè)繪工程相對(duì)于其他工程而言，具有專業(yè)性強(qiáng)、精度要求高、操作復(fù)雜等特點(diǎn)，尤其在規(guī)模較大的工程中應(yīng)用，因?yàn)闋可娴捷^多的環(huán)節(jié)，并且范圍較大，所以加大了工作的困難程度[1]。所以隨著我國(guó)科技的創(chuàng)新發(fā)展，工程測(cè)繪行業(yè)內(nèi)出現(xiàn)了許多新穎、便捷的技術(shù)。近年來，隨著測(cè)繪技術(shù)的發(fā)展，無人機(jī)遙感技術(shù)在行業(yè)內(nèi)受到了眾多的好評(píng)與追捧，以其高精度、高效率、操作便捷、工作效果好等優(yōu)勢(shì)征服了人們，所以必須明確無人機(jī)遙感技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)與價(jià)值，從而在工程測(cè)繪中充分發(fā)揮科技性與現(xiàn)代化。

1 無人機(jī)遙感技術(shù)簡(jiǎn)述

隨著工程測(cè)繪技術(shù)的創(chuàng)新與應(yīng)用，為人機(jī)遙感技術(shù)在當(dāng)前時(shí)代下的使用范圍與使用頻率越來越高，想要全面應(yīng)用無人機(jī)遙感技術(shù)，就要充分明確這種技術(shù)是什么，從而在多個(gè)方面進(jìn)行分析并提高應(yīng)用價(jià)值[2]。

無人機(jī)遙感技術(shù)主要通過無人機(jī)來實(shí)現(xiàn)測(cè)繪，無人機(jī)遙感系統(tǒng)主要是通過對(duì)空間內(nèi)影像資料的獲取處理為工程測(cè)繪提供參考數(shù)據(jù)。利用傳感器、無人駕駛以及通訊、遙感遙控等技術(shù)，來獲得測(cè)繪目標(biāo)的空間信息。其主要的優(yōu)勢(shì)在于信息傳播的速度極快、處理信息效率高等優(yōu)勢(shì)，在實(shí)際應(yīng)用中以高效與精確來滿足工程測(cè)繪的需求。無人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)主要包含了三種系統(tǒng)，空中、地面以及數(shù)據(jù)處理。其中，空中系統(tǒng)含有遙感傳感器以及操作平臺(tái)、控制等系統(tǒng)，通過對(duì)空間信息的采集與傳輸來完成對(duì)工程測(cè)繪信息的傳送。地面系統(tǒng)主要含有地面控制、航線規(guī)劃以及數(shù)據(jù)接收等系統(tǒng)。

2 無人機(jī)遙感技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

2.1 監(jiān)測(cè)效率高

結(jié)合當(dāng)前無人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)在工程測(cè)繪中的應(yīng)用來看，無人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)所呈現(xiàn)的技術(shù)監(jiān)測(cè)效率非常高，無人機(jī)建立了測(cè)繪設(shè)備以及信息處理設(shè)備之間的交流平臺(tái)，通過無人機(jī)對(duì)測(cè)繪目標(biāo)收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理傳輸進(jìn)入控制系統(tǒng)，把無人機(jī)變?yōu)榱藬?shù)據(jù)獲取以及處理的移動(dòng)單元，對(duì)促進(jìn)測(cè)繪工程技術(shù)提升有著重要的意義。結(jié)合無人機(jī)測(cè)繪預(yù)計(jì)遙感技術(shù)的特點(diǎn)來滿足工程測(cè)繪的實(shí)際要求，通過快速測(cè)繪技術(shù)可以在有限的實(shí)踐里最大化監(jiān)測(cè)范圍，并收集大量的數(shù)據(jù)內(nèi)容，優(yōu)化了傳統(tǒng)測(cè)繪技術(shù)范圍受限與監(jiān)測(cè)效率低的問題[3]。

例如，廣州市黃埔某一小區(qū)在2018年的夜間出現(xiàn)特大暴雨，在山頂向下滾落許多巨石。而小區(qū)周圍的環(huán)境靠近山體，并且樓高120m。山體的高度約為150m，其間雜草眾多、林木叢生，山體非常陡峭，在暴雨天氣下山體非常滑，無法進(jìn)入人員進(jìn)行探查，不能明確巨石的原因與發(fā)源地。這時(shí)，采用無人機(jī)遙感技術(shù)進(jìn)行勘察，通過無人機(jī)在山體環(huán)繞利用數(shù)碼傳感器以及定位系統(tǒng)，來搜集小區(qū)周圍環(huán)境的信息并進(jìn)行拍照與錄像。工作人員通過觀察無人機(jī)所提供的內(nèi)容來分析，山頂外側(cè)的沖溝部位有許多巨大的花崗巖，因?yàn)楸┯瓴粩嗟臎_刷，導(dǎo)致巨石著地不穩(wěn)，從而發(fā)生滾落現(xiàn)象，為居住民帶來危害。由此可見，無人機(jī)先進(jìn)的成像功能以及及時(shí)的傳輸功能，不僅能夠?yàn)槿藗兺ㄟ^測(cè)繪工程，還能解決生活問題，在使用中效率性能非常高[4]。

2.2 操作簡(jiǎn)便

無人機(jī)遙感技術(shù)在測(cè)繪領(lǐng)域中屬于操作較為簡(jiǎn)便的一種技術(shù)，相對(duì)于傳統(tǒng)的技術(shù)來說，傳統(tǒng)衛(wèi)星遙感及時(shí)和航空攝影的成本相對(duì)較高，并且受天氣影響的因素較大。而無人機(jī)遙感技術(shù)則可以靈活進(jìn)行操作，通過飛行、智能等自動(dòng)化，可以滿足測(cè)繪工程質(zhì)量與效率的需求。同時(shí)，無人機(jī)還具備自我檢測(cè)功能，出現(xiàn)故障時(shí)能快速檢測(cè)并返回出發(fā)點(diǎn)上空等待指令，在解除故障后則可以繼續(xù)按照指令進(jìn)入工作，如果沒有指令，那么就會(huì)進(jìn)行開傘回收。無人機(jī)遙感技術(shù)還適用于高山區(qū)以及起降條件相對(duì)較差的區(qū)域，在進(jìn)入工作狀態(tài)后可以高效、快速的進(jìn)行數(shù)據(jù)的收集、傳輸，幫助操作人員盡快掌握勘測(cè)地區(qū)的周邊環(huán)境，從而促進(jìn)測(cè)繪工程效率的提升。

2.3 觀測(cè)效率高成本低

在實(shí)際應(yīng)用中，可以采取GPS技術(shù)與無人機(jī)遙感技術(shù)融合應(yīng)用的方式提升工程測(cè)繪的效率，在應(yīng)用中不需要互視以及拐點(diǎn)測(cè)量建筑物的地形，大大節(jié)省了測(cè)繪人員的工作時(shí)間，并提高了觀測(cè)的效率。不僅能夠?yàn)橛^測(cè)工作提供效率上的提升，還能為測(cè)繪人員提供一定的安全保障，避免人員進(jìn)入到空中對(duì)建筑物進(jìn)行測(cè)量，實(shí)現(xiàn)了人員與設(shè)備上的統(tǒng)一成本節(jié)省。測(cè)繪施工與其他工程施工不同，工作環(huán)境較為復(fù)雜，所以在進(jìn)行工作時(shí)受到周邊環(huán)境影響的因素較大，增加了測(cè)量偏差的差異性。但是，GPS的應(yīng)用，主要通過衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)定位，不需要人為較多的參與，從而避免了環(huán)境、天氣等諸多因素的影響。通過對(duì)實(shí)際信息的監(jiān)測(cè)建立三維模型，從而呈現(xiàn)在設(shè)備中，為工作人員提供直觀、清晰的信息內(nèi)容，既能夠提升測(cè)繪技術(shù)的效率，還能提高測(cè)繪工作的質(zhì)量。

3 我國(guó)無人機(jī)遙感技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

結(jié)合當(dāng)前我國(guó)無人機(jī)遙感技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀來看，隨著發(fā)展速度的提升，無人機(jī)遙感技術(shù)的發(fā)展范圍與應(yīng)用頻率不斷升高。無人機(jī)技術(shù)與遙感技術(shù)本來不屬于一種技術(shù)，但是經(jīng)過二者的不斷發(fā)展以及技術(shù)創(chuàng)新的支持，實(shí)現(xiàn)了跨行業(yè)支撐的全新技術(shù)，在實(shí)際中可應(yīng)用于搶險(xiǎn)救災(zāi)以及新聞制作、國(guó)土規(guī)劃、礦山測(cè)量中。

而結(jié)合當(dāng)前無人機(jī)遙感技術(shù)在應(yīng)用中來看，存在的不足主要有飛行以及通訊環(huán)節(jié)。飛行中存在的不足主要是在無人機(jī)飛行中，因?yàn)樽陨碇亓枯^輕，所以出現(xiàn)風(fēng)力較大、氣候惡劣的情況，非常容易增加操作的難度，不僅會(huì)為機(jī)體帶來飛行的受阻，還會(huì)影響測(cè)繪結(jié)果的精度，所以在進(jìn)行優(yōu)化時(shí)，需要通過完善機(jī)身、降低風(fēng)阻與惡劣氣候的阻力，才能進(jìn)一步提高測(cè)繪效率與質(zhì)量；而通訊環(huán)節(jié)存在的不足主要體現(xiàn)在受到傳輸速率的影響，無人機(jī)的工作依靠空中勘測(cè)，以及信息的傳輸，但是受到外界影響就會(huì)造成信息傳輸不及時(shí)，降低了為制圖提供數(shù)據(jù)的效率。

4 無人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)在工程測(cè)繪中的應(yīng)用

隨著無人機(jī)遙感技術(shù)的發(fā)展，在我國(guó)各領(lǐng)域中均有涉足，如國(guó)土資源規(guī)劃勘測(cè)、礦山開采勘測(cè)、特殊地形勘測(cè)以及救援、工程建設(shè)等多種工程。

4.1 突發(fā)性自然災(zāi)害處理中的應(yīng)用

自然災(zāi)害具有破壞力、不可抗性、不可預(yù)測(cè)性等特點(diǎn)，并且在發(fā)生災(zāi)害時(shí)普遍伴隨著持續(xù)的惡劣環(huán)境，所以大部分對(duì)于自然災(zāi)害無法通過人為預(yù)知[5]。一旦發(fā)生突發(fā)性自然災(zāi)害，例如山洪、地震、泥石流等災(zāi)害的發(fā)生，就會(huì)增加人員救援的難度。通過無人機(jī)測(cè)繪技術(shù)，可以圍繞災(zāi)害發(fā)生地周圍環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)，快速的熟知周邊條件與環(huán)境，為救災(zāi)活動(dòng)提供計(jì)劃開展的指導(dǎo)與依據(jù)。無人機(jī)遙感技術(shù)在應(yīng)用中，可以通過在空中進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，為救災(zāi)人員提供相關(guān)數(shù)據(jù)[6]。

例如，在2010年青海玉樹發(fā)生的地震災(zāi)害，因?yàn)闉?zāi)害發(fā)生地所處環(huán)境極其惡劣，存在山區(qū)眾多，并且環(huán)境持續(xù)呈現(xiàn)陰雨天氣。通過載人遙感衛(wèi)星這種較為保守的監(jiān)測(cè)方式不能及時(shí)提供高精度的參考內(nèi)容，無法實(shí)現(xiàn)及時(shí)監(jiān)測(cè)，降低了救災(zāi)工作的效率。而無人機(jī)擁有高度靈活性、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)能力強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，通過靈活的監(jiān)測(cè)周邊環(huán)境可以為救災(zāi)工作提供重要的支撐與依據(jù)，促進(jìn)救災(zāi)工作效率的提升，為救援人員爭(zhēng)取更多的救援時(shí)間。

4.2 影像資料獲取應(yīng)用

利用無人機(jī)內(nèi)部安裝的攝像頭對(duì)測(cè)繪目標(biāo)內(nèi)的環(huán)境以及周圍環(huán)境進(jìn)行信息的收集，獲取重要的影像資料，為測(cè)繪工作提供參考數(shù)據(jù)。相對(duì)于傳統(tǒng)保守的測(cè)繪技術(shù)，無人機(jī)遙感技術(shù)擁有較強(qiáng)的準(zhǔn)確性，可以對(duì)測(cè)繪對(duì)象拉近距離拍攝，優(yōu)化了傳統(tǒng)技術(shù)中影像資料不清晰、不全面的問題，為測(cè)繪工程提供更加精細(xì)的內(nèi)容，從而提升工程項(xiàng)目的準(zhǔn)確性[7]。無人機(jī)遙感技術(shù)可以通過對(duì)影像獲取以及校正、回傳等工作對(duì)資料進(jìn)行預(yù)處理，從而提升影像資料的效果。并通過修正影像，為數(shù)據(jù)的分析提供依據(jù)。

4.3 特殊地形環(huán)境中的測(cè)量應(yīng)用

在測(cè)繪工程中，存在許多地形復(fù)雜、勘測(cè)較難的情況，保守的測(cè)繪技術(shù)無法滿足工程測(cè)繪，而通過無人機(jī)遙感技術(shù)的靈活性以及適應(yīng)性，來滿足不同地形環(huán)境中的應(yīng)用。無人機(jī)遙感技術(shù)在應(yīng)用中可以對(duì)測(cè)繪對(duì)象進(jìn)行貼近裴舍，收集所需信息，通過自由的統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，能夠適應(yīng)于各種環(huán)境中，對(duì)于我國(guó)農(nóng)村建設(shè)與國(guó)土規(guī)劃等方面均有建設(shè)，優(yōu)化了保守技術(shù)時(shí)間、空間、性能的不足。

4.4 國(guó)土規(guī)劃測(cè)量應(yīng)用

隨著城市化建設(shè)的加速，我國(guó)人均國(guó)土資源逐漸減少，如何有效的利用國(guó)土資源成為我國(guó)國(guó)土規(guī)劃的重要內(nèi)容。我國(guó)城市分布所呈現(xiàn)的是城市群的狀態(tài)，在國(guó)土建設(shè)時(shí)，需要對(duì)城市周邊地形進(jìn)行勘測(cè)，但是結(jié)合大部分城市狀況來看，城市周邊的環(huán)境普遍較為復(fù)雜，難以利用。通過無人機(jī)遙感測(cè)繪結(jié)合GPS等技術(shù)的支持，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)城市周邊地形以及城市內(nèi)部交通、建筑、居民分布等情況進(jìn)行及時(shí)的監(jiān)測(cè)，并對(duì)具體某一項(xiàng)建筑進(jìn)行貼近監(jiān)測(cè)，對(duì)城市交通信息進(jìn)行全面的接收，從而為工作人員提供精確的數(shù)據(jù)與圖像支撐，促進(jìn)城市建設(shè)合理化。

4.5 礦山測(cè)量應(yīng)用

礦山開采是我國(guó)重要的經(jīng)濟(jì)支撐之一[8]，礦上所在之地一般呈現(xiàn)的地勢(shì)都較為惡劣，地勢(shì)險(xiǎn)峻、環(huán)境特殊，保守的測(cè)繪技術(shù)無法監(jiān)測(cè)整體的礦山狀態(tài)，所以具體工程實(shí)施的計(jì)劃以及測(cè)繪工作極其浪費(fèi)時(shí)間，不僅耗費(fèi)大量的人力，還會(huì)耗費(fèi)大量的設(shè)備、資源，大大增加了礦山開采的成本。而采用無人機(jī)測(cè)繪技術(shù)，可以忽略地理環(huán)境的影響，通過航空監(jiān)測(cè)來獲取測(cè)繪目標(biāo)與周圍環(huán)境的資料，并對(duì)資料進(jìn)行處理，我礦山的開采提供重要的影像、數(shù)據(jù)資料。同時(shí)，黑可以通過無人機(jī)與傳感器的結(jié)合為相關(guān)人員提供實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)信息，促進(jìn)工作效率與質(zhì)量的提升。

5 結(jié)語(yǔ)

無人機(jī)遙感技術(shù)是我國(guó)測(cè)繪技術(shù)中較為重要的一種技術(shù)，隨著科技的創(chuàng)新與發(fā)展，把無人機(jī)與遙感兩種技術(shù)實(shí)現(xiàn)了融合工作，為測(cè)繪工程提供了更有效的測(cè)繪途徑。無人機(jī)遙感技術(shù)通過內(nèi)部信息傳輸與發(fā)送、影像采集等活動(dòng)為測(cè)繪提供高精度、高效率、安全度高的技術(shù)支持，從而提升測(cè)繪工程的精確度、嚴(yán)謹(jǐn)性、合理性。無人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)與傳統(tǒng)較為保守的測(cè)繪技術(shù)相比，具有更加精巧的操作模式，對(duì)所測(cè)繪目標(biāo)的內(nèi)部環(huán)境與周邊條件進(jìn)行勘察，對(duì)數(shù)據(jù)以及影響等參數(shù)進(jìn)行收集，通過影像資料的獲取，促進(jìn)測(cè)繪工程的實(shí)施。