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無人機遙感技術在測繪工程測量中的運用

  • 作者│▩:蘇州中飛
  • 釋出時間│▩:2022-07-21
  • 點選│▩:

  測繪工程測量具有非常強的專業性與綜合性特點▩│↟☁,測量物件包括了地表各種地物·☁•、地貌以及地下地質構造·☁•、水文·☁•、礦藏等▩│↟☁,面對的測繪環境差異巨大▩│↟☁,因此對測繪技術有著十分嚴格的要求◕╃▩▩✘。在專業技術不斷創新發展的過程中▩│↟☁,測繪工程測量技術已經由傳統的測繪模式發展成資訊化測繪▩│↟☁,測繪技術具有更強的適應性▩│↟☁,且測繪精度大幅度提高◕╃▩▩✘。無人機遙感技術在測繪工程測量中的應用▩│↟☁,可以對待測量區域進行全方位勘測▩│↟☁,滿足工程建設的各種資訊資料需求◕╃▩▩✘。目前無人機遙感技術在測繪工程測量中應用已經取得了良好的效果▩│↟☁,但同時也存在一定的侷限性▩│↟☁,還需要結合實際情況來對技術做更為深入的研究分析▩│↟☁,爭取將其所具有的優勢充分發揮出來◕╃▩▩✘。

  1. 測繪工程測量分析

  測繪工程即透過測量空間·☁•、大地等各種資訊▩│↟☁,且繪製出相應資訊的地形圖◕╃▩▩✘。在大型工程建設前▩│↟☁,均需要對現場進行測量並繪製地形圖▩│↟☁,同時與相關資料進行聯絡▩│↟☁,作為工程投資決策制定的依據▩│↟☁,為工程建設規劃設計提供支援◕╃▩▩✘。一般來講測繪測量是被應用到工程建設的整個過程中▩│↟☁,對保證工程按照設計施工具有重要作用◕╃▩▩✘。並且▩│↟☁,待工程建設完畢後依然需要進行竣工測量▩│↟☁,確認所有環節均與設計一致▩│↟☁,達到與預期效果相同的施工質量◕╃▩▩✘。為滿足時代發展的需求▩│↟☁,測繪工程測量工作的開展必須要加強對專業技術的研究▩│↟☁,推動傳統測繪模式的轉變▩│↟☁,爭取透過高新技術的支援▩│↟☁,來做到高效率·☁•、高質量以及高精度的測量▩│↟☁,為工程建設提供可靠支援◕╃▩▩✘。目前我國測繪工程測量工作已經實現了資訊化測繪▩│↟☁,測繪精度大幅度提升◕╃▩▩✘。尤其是在無人機遙感測繪技術的支援下▩│↟☁,可以更大程度上做到區域內全方位測繪測量▩│↟☁,獲取更加全面·☁•、詳細的資料資訊◕╃▩▩✘。無人機遙感技術在測繪工程測量中的應用優勢越來越明顯▩│↟☁,但是在技術上依然存在部分缺陷▩│↟☁,包括容易受外界因素干擾·☁•、測量資料處理功能不足等▩│↟☁,還需要在現有基礎上做更進一步的研究分析▩│↟☁,爭取可以為測試工程提供更加有效的支援▩│↟☁,滿足社會發展基本需求◕╃▩▩✘。

  2.無人機遙感技術特點

  ①監測範圍廣

  作為測繪工程測量的關鍵技術之一▩│↟☁,為更好的適應時代發展需求▩│↟☁,滿足工程建設對測繪測量資料的要求▩│↟☁,無人機遙感技術也在不斷的創新▩│↟☁,比較明顯的就是監測的範圍更加廣泛▩│↟☁,並且在持續不斷的擴大◕╃▩▩✘。對於小範圍的物體檢測來講▩│↟☁,無人機遙感技術已經足以滿足測繪測量要求▩│↟☁,可獲得比較最佳化的監測結果▩│↟☁,並且測量範圍具有非常高的可伸縮性與可控性◕╃▩▩✘。在測繪工程測量中▩│↟☁,可透過三維的形式來展現被測區域▩│↟☁,為測繪測量工作人員提供更加直觀的監測方法▩│↟☁,提高檢監測綜合效果◕╃▩▩✘。

  ②檢測率高效

  應用無人機遙感技術進行測繪工程測量▩│↟☁,可以有效保障較高的檢測率▩│↟☁,尤其是針對部分緊急的測量內容▩│↟☁,相比傳統測量模式無人機遙感技術的效率更高▩│↟☁,各種不良連鎖反應的發生率更低▩│↟☁,保證整個測繪測量過程的規範性與高效性▩│↟☁,提高測量結果的全面性和準確性▩│↟☁,滿足緊急事件應對要求◕╃▩▩✘。另外▩│↟☁,在遇到狹小·☁•、不方便進去區域的測繪測量▩│↟☁,透過無人機遙感技術的應用可以實現廣闊地理空間的監測▩│↟☁,提高測繪測量的適應性▩│↟☁,確保監測結果與當地實際情況更加符合◕╃▩▩✘。並且▩│↟☁,基於無人機遙感技術的三維模擬模擬技術▩│↟☁,可以進一步提升監測畫面的直觀效果◕╃▩▩✘。

  ③資料處理快

  無人機遙感技術配備了架高解析度的數碼轉換器以及資料處理器▩│↟☁,這樣就確保測繪工程測量到的資料資訊具有更高的解析度▩│↟☁,目前無人機拍攝的影片解析度可以達到0.1~0.5m範圍◕╃▩▩✘。並且在資料處理器的支援下▩│↟☁,可以對無人機拍攝採集到的圖片轉換成人們所需的資料▩│↟☁,並將處理結果反饋給控制端◕╃▩▩✘。無人機遙感技術在對目標區域測繪測量時▩│↟☁,除了資訊資料的處理效率和分辨能力突出外▩│↟☁,還可以更大程度上保證資料的準確性▩│↟☁,為測繪工程提供更加可靠的支援◕╃▩▩✘。

  3.無人機遙感技術應用現狀

  無人機技術日益成熟▩│↟☁,各個國家對其的重視度在不斷地提高▩│↟☁,現在該項技術已經被廣泛地應用到多個領域中▩│↟☁,且獲得了良好的應用效果◕╃▩▩✘。各項效能越來越完善的無人飛行器逐漸向國外高階市場出口▩│↟☁,對不同領域的應用具有較高的適應性◕╃▩▩✘。其中▩│↟☁,低空遙感技術是一種相對新型的遙感技術▩│↟☁,對無人機裝配航空攝影機▩│↟☁,實現區域內現場實際情況的勘測▩│↟☁,並透過IMU/GPS自動導航▩│↟☁,可以滿足1000m內低空遙感測量▩│↟☁,在實際應用中突出了其所具有的高效率·☁•、高靈活性·☁•、高準確率以及低成本等多個方面的優勢▩│↟☁,確保全面準確的獲取地理資訊資料過◕╃▩▩✘。無人機遙感技術在測繪工程測量作業中的應用優勢明顯▩│↟☁,足以應對應急救災·☁•、市政建設·☁•、突發事件處理·☁•、地質勘查·☁•、國土資源勘測·☁•、礦山監測以及環境汙染治理等多方面的應用需求◕╃▩▩✘。

  但是從專業角度分析▩│↟☁,無人機遙感技術在實際測繪中的應用依然存在諸多不足▩│↟☁,可以從以下幾個方面分析│▩:第一▩│↟☁,鑑於無人機體型以及重量較小的特點▩│↟☁,除了必備的系統之外▩│↟☁,基本上不會安裝配置其他的物品◕╃▩▩✘。重量小·☁•、體型輕便可以說是無人機的優勢▩│↟☁,但同時也存在一定缺陷▩│↟☁,尤其是在高空開展區域監測時▩│↟☁,高空氣流將會對無人機的執行產生一定影響▩│↟☁,情況嚴重的甚至會造成無人機的損壞◕╃▩▩✘。無人機受氣流影響執行不穩定▩│↟☁,所採集到的資訊資料準確度以及清晰度無法保證◕╃▩▩✘。第二▩│↟☁,受技術限制普通的無人機所安裝的感測器精度並不高▩│↟☁,這就導致測量採集的影象或影像資訊精度不夠▩│↟☁,無法作為高精度測繪工程專案的資料支援▩│↟☁,只會造成時間精力的浪費◕╃▩▩✘。第三▩│↟☁,基於無人機的測繪測量▩│↟☁,需要透過專業人員的操控▩│↟☁,控制無人機的執行狀態◕╃▩▩✘。這不僅對無人機計算機技術和GPS定位系統具有較高的依賴性▩│↟☁,並且在很大程度上還會受操控人員技能水平的影響◕╃▩▩✘。

  4.無人機遙感技術應用要點

  ①科學設定測量網

  科學設定測量網▩│↟☁,保證測量網具有較高精度▩│↟☁,目前所應用的無人機遙感技術可以將測量精度控制到毫米▩│↟☁,測繪資訊精確度更高◕╃▩▩✘。無人機遙感測繪系統配置的GPS技術分為靜態差分技術與動態差分技術兩種▩│↟☁,對於靜態差分技術的應用▩│↟☁,可以建立基站對測繪測量資料進行分析▩│↟☁,確保定位的準確性;動態差分技術屬於載波相位差技術▩│↟☁,可以完成座標的準確定位◕╃▩▩✘。另外▩│↟☁,如果在工程建設過程中遇到地基開裂或梁體結構變形等問題▩│↟☁,透過應用無人機遙感技術來設定測量網▩│↟☁,透過對工程結果實際狀態的全方位監測▩│↟☁,可以更加及時地發現問題▩│↟☁,且無人機系統配置的GPS技術可及時將相關問題上報給控制中心▩│↟☁,確保問題能夠及時得到解決◕╃▩▩✘。

  並且▩│↟☁,無人機遙感技術在應用時▩│↟☁,系統內配置的GPS技術可以實現與測繪工程實體的有機連線▩│↟☁,以此來完成工程施工現場的全面監測▩│↟☁,當工程出現施工變更情況後▩│↟☁,可以基於GPS技術的監測資訊為施工方案的調整提供資料支援◕╃▩▩✘。透過GPS技術的支援▩│↟☁,可以對工程當地地質·☁•、溫度以及溼度等條件進行有效監測▩│↟☁,然後將其用作為施工方案編制的指導依據▩│↟☁,尤其是某一方面或多方面條件發生變動後▩│↟☁,可及時做出相應調整▩│↟☁,提高施工方案的科學性與可行性◕╃▩▩✘。在應用無人機遙感技術進行測繪工程測量時▩│↟☁,工作人員需要合理利用GPS技術對工程當地氣象資訊進行收集▩│↟☁,並透過對資料資訊的分析▩│↟☁,確認此方面因素是否會對工程建設產生干擾▩│↟☁,及時對施工方案做出調整◕╃▩▩✘。

  ②GPS測繪技術應用

  在外業測繪中GPS技術也起到了重要作用▩│↟☁,透過其可以對工程施工現場各施工點進行準確定位▩│↟☁,提高測量結果的準確性◕╃▩▩✘。在工程正式測量前▩│↟☁,需要對現場做系統的勘察▩│↟☁,合理確定關鍵測量點位置▩│↟☁,並做好標記▩│↟☁,為後續的測繪測量工作做好準備◕╃▩▩✘。另外▩│↟☁,需要按照要求將無線GPS裝置安裝就位▩│↟☁,提高天線基座的穩定性▩│↟☁,保證訊號接收無異常▩│↟☁,對工程施工現場做全方位監測◕╃▩▩✘。

  ③各項技術有效融合

  無人機遙感技術在測繪工程測量中應用▩│↟☁,可以得到精確度和清晰度較高的測量資訊▩│↟☁,切實滿足測繪需求◕╃▩▩✘。例如在水利工程建設中的應用▩│↟☁,透過無人機遙感技術可有效確定施工基礎點▩│↟☁,且各點進行交會▩│↟☁,形成一種網狀的測繪結果▩│↟☁,確保每個網格內的資料均具有較高的精確度◕╃▩▩✘。而在面對現場條件複雜的測繪區域時▩│↟☁,可以將無人機遙感技術與資訊科技進行結合▩│↟☁,透過計算機軟體的合理應用▩│↟☁,製作與現場一致的三維模型▩│↟☁,在此基礎上來收集各重要資訊▩│↟☁,並做進一步的資料分析▩│↟☁,繪製出完整的圖紙◕╃▩▩✘。並且▩│↟☁,透過與資訊科技的融合▩│↟☁,還可以實現測繪測量資料的共享▩│↟☁,提高資料資訊的利用率◕╃▩▩✘。測繪測量資料資訊的可靠性與精確性可以說是衡量所用測繪技術方法有效性的重要指標▩│↟☁,一般對於較大範圍的測繪區域▩│↟☁,應重視GPS技術的應用▩│↟☁,建立CORS站▩│↟☁,實時採集測繪區域內的資料資訊▩│↟☁,為圖紙的繪製提供資料支援▩│↟☁,並且在發現問題後更便於修改調整◕╃▩▩✘。

  5.無人機遙感技術應用注意事項

  ①拍攝影像資料

  無人機遙感技術在測繪工程測量中的應用越來越成熟▩│↟☁,逐漸積累了一定的經驗▩│↟☁,可以作為後續工程測繪測量的指導依據◕╃▩▩✘。一般在正式測繪測量前▩│↟☁,需要由經驗豐富的專業人員就本次內容做全面且詳細的分析討論▩│↟☁,根據現場實際情況規劃出合理科學的飛行路線▩│↟☁,且要提前對無人機進行試飛▩│↟☁,儘量排除各方面帶來的干擾▩│↟☁,確保可以拍攝到清晰準確的影像資料◕╃▩▩✘。對待測繪區域的地形以及氣候條件等進行綜合判斷▩│↟☁,合理選擇飛行平臺進行試飛▩│↟☁,比較後確定最適合測繪區域的飛行平臺▩│↟☁,為正式測繪測量打好基礎◕╃▩▩✘。無人機在飛行過程中像幅不大▩│↟☁,但是旋偏角較大▩│↟☁,相比傳統獲取影像資料的方法▩│↟☁,無人機測繪具有一定差異◕╃▩▩✘。為保證影像資料拍攝的高質量▩│↟☁,達到工程測繪標準▩│↟☁,可以提前根據無人機拍攝特點▩│↟☁,在空中對其進行定位◕╃▩▩✘。需要安排操作經驗豐富且技能水平較高的專人負責▩│↟☁,根據空中拍攝要求▩│↟☁,完成對無人機的操控◕╃▩▩✘。影像資料在獲取的過程中▩│↟☁,受個人技術影響較大▩│↟☁,如果無人機操作失誤▩│↟☁,導致影像資料不完整▩│↟☁,甚至與實際情況相差甚遠▩│↟☁,必定會影響到測繪結果的準確性◕╃▩▩✘。現在很多測繪工程測量均需要應用的三角測量拍攝技術▩│↟☁,可以良好地保證了測繪區域的全面性◕╃▩▩✘。或者是應用轉彎緩衝等技術作為支援▩│↟☁,也能夠保證影像資料的質量符合專業標準◕╃▩▩✘。

  ② 測繪資訊採集

  透過無人機遙感技術的支援來實現測繪工程測量資料資訊的採集▩│↟☁,是現在比較常用的一種方法▩│↟☁,但是嚴格來講其並非全自動化▩│↟☁,還需要人工支援◕╃▩▩✘。以目前的技術水平來講▩│↟☁,並不能夠完全確定採集到的測繪資訊符合應用標準▩│↟☁,還需要採取人工篩查的方式作為補充▩│↟☁,將所有不合格的資訊全部剔除▩│↟☁,只保留合格的資訊▩│↟☁,作為測繪測量的最終結果◕╃▩▩✘。無人機遙感技術與人工作業的有效結合▩│↟☁,可以保障測繪資訊及時可靠地傳輸給控制端▩│↟☁,作為後續規劃設計的依據◕╃▩▩✘。完成測繪區域資訊的採集後▩│↟☁,還要進行無人機單一模式定向操作▩│↟☁,對所得資料做進一步的分析▩│↟☁,以此來判斷無人機航行路線是否與設定一致▩│↟☁,如果偏差超出允許範圍則需要重新判斷測繪資料的可用性◕╃▩▩✘。只有透過路線驗證無誤的無人機對應的測繪資料資訊才能夠使用▩│↟☁,確保測繪影像·☁•、影象資訊的精準性◕╃▩▩✘。

  在面對不同的採集物件時▩│↟☁,無人機遙感技術所適用的方法存在一定差異▩│↟☁,最為常見的就是手動採集以及自動化加密◕╃▩▩✘。應用手動採集的方式測繪測量▩│↟☁,即基於無人機遙感技術來將記錄到的測繪資訊反饋給控制端▩│↟☁,然後由專人按照要求標準有目的性以及有針對性的對所有測繪資訊進行檢閱和挑選▩│↟☁,將有用達標的資訊提取出來◕╃▩▩✘。而自動化加密是無人機的一種保護資訊保安的機制▩│↟☁,直接被涉及到無人機的內建系統內◕╃▩▩✘。正常情況下▩│↟☁,無人機完成測繪測量後獲得的資料資訊▩│↟☁,並不會實時傳輸給控制端▩│↟☁,則是先儲存到系統內▩│↟☁,最後透過許可權驗證後做統一傳輸◕╃▩▩✘。在這種情況下▩│↟☁,就可以避免其他人竊取無人機所獲得的測繪資訊▩│↟☁,提高測繪資訊的安全性◕╃▩▩✘。

  ③測繪資訊處理

  以往在進行測繪工程測量時▩│↟☁,資料採集以及影象排列為規則排列方式▩│↟☁,無人機遙感技術的應用則產生了較大的差異◕╃▩▩✘。因為無人機測繪測量過程中並不是按照直線的方式飛行▩│↟☁,而是需要根據地勢地形特點做出相應角度的調整▩│↟☁,確保測繪資訊的完整性與精確性◕╃▩▩✘。但是在無人機轉變方向的階段▩│↟☁,所拍攝到的影象就會產生重影▩│↟☁,無法直接作為測繪資訊使用▩│↟☁,還需要做進一步的處理◕╃▩▩✘。一般是選擇將數碼相機安裝在無人機上▩│↟☁,但是並不固定鏡頭角度▩│↟☁,以自動變焦鏡頭為宜◕╃▩▩✘。當無人機需要做俯衝或其他轉變角度的動作時▩│↟☁,自動變焦鏡頭可以跟著轉動▩│↟☁,有效地避免了拍攝影象重影的問題◕╃▩▩✘。並且▩│↟☁,所應用的自動變焦鏡頭可以根據現場實際情況對拍攝引數以及焦距做出自動調整▩│↟☁,足以滿足各種飛行條件▩│↟☁,即便是高速飛行狀態下▩│↟☁,同樣能夠保證所拍攝影象的清晰度與精準度▩│↟☁,可以達到測繪要求◕╃▩▩✘。

  ④低空作業要求

  面對不同測繪區域時▩│↟☁,需要綜合現場各種條件確定測繪測量方法▩│↟☁,並確定無人機遙感測繪測量的注意要點▩│↟☁,以免受到外部因素的干擾▩│↟☁,保證測繪測量結果的可靠性◕╃▩▩✘。一般對於地形或氣候條件比較複雜的區域▩│↟☁,並不適合採取高空飛行拍攝的方法▩│↟☁,而是應控制無人機採取低空作業的方式▩│↟☁,確保拍攝影象與影像的清晰度◕╃▩▩✘。並且▩│↟☁,如果面對的是城建工程測量▩│↟☁,也更適宜選擇無人機低空作業▩│↟☁,儘量避免其他建築工程對測繪工程區域帶來的干擾▩│↟☁,透過靈活規劃和操控▩│↟☁,確保獲得測繪區域精確的測量資料◕╃▩▩✘。

  6.結語

  為進一步提高無人機遙感技術在測繪工程測量中的應用效率▩│↟☁,首先需要確定無人機遙感技術的應用優勢▩│↟☁,分析其在實際應用中的應用要點要求▩│↟☁,且要注意對各干擾因素的有效控制▩│↟☁,透過對各注意事項的有效控制▩│↟☁,來保證測繪測量資料的精確性與可靠性▩│↟☁,滿足工程建設需求◕╃▩▩✘。

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