浅析无人机遥感技术在测绘工程测量中的应用

发表时间:2021/7/8   来源:《建筑实践》2021年第7期(上)   作者:李立迅
[导读] 进入21世纪以来,随着科学技术的迅猛发展,各国对科学技术日渐重视
        李立迅
        身份证号:45012119750626****
        摘要:进入21世纪以来,随着科学技术的迅猛发展,各国对科学技术日渐重视,这势必促使越来越多的新型科学技术出现。无人机遥感技术是航空遥感技术的一种,其在应用过程中具有很多优点,如使用过程中灵活性好、测量结果精确度高等,同时具备操作简单、成本低等实用性特点。无人机遥感技术因其实测准确度高在我国测绘工程中得到广泛关注,运用范围不断扩大,在测绘工程中的应用前景可观。基于此,本文针对无人机遥感技术在测绘工程测量中的应用进行探讨分析,以供参考。
        关键词:无人机遥感技术;测绘工程;测量工作
引言
        随着科学技术的不断发展,计算机、通信技术的更新,使我国无人机产业得到了较大进步,尤其在遥感测绘领域,通过无人机平台应用,为各行业发展创造了更多的服务保障。无人机遥感技术属于新型测绘技术内容,在灵活性、机动性等方面具备较大优势,可保障测绘安全性、经济性,为调查和监测任务执行创造更多有利条件。
        1无人机遥感技术
        无人机遥感技术是通过利用无人机和遥控感应等技术相互结合构成,在工作中能够自动化、智能化的对探测资源数据进行收集和存储。并对相应的空间地理信息进行专业的分析,建立相应的模型,使数据更好地被理解。无人机遥感技术具有非常多的优势,并且能够应用在工程测绘等不同的方面。目前,该技术是全世界都在争相发展的一项高科技技术,不断地朝着各个不同的使用方向发展。无人机遥感技术中的无人机设备是不载人的飞行器,通过地面的工作人员对其进行无线电遥控,或者机器本身携带计算机远程操控设备,使无人机能够按照计划好的轨迹飞行[1]。由于不需要驾驶员在飞机上进行实际的操控,因此,无人机的构造较为简单,同时成本较低,能够适用在较为危险的地段,或者人类无法进入的环境中进行实际的检测,如:在情况恶劣的灾害现场中利用无人机组织救援工作,或者在恶劣的环境中对区域的实际情况进行探测。遥感技术中结合了不同类型的相机和成像仪,以及雷达和电磁波探测仪等仪器设备,使其具有收集信息图像等数据并进行储存分析等作用,其灵敏度较高,重量较轻,同时能够支持远程遥控。将其与无人机进行有机结合能够形成无人机遥感技术,用于探测更多的区域。使用无人机遥感技术进行探测后,需要对存储的信息进行数据后期处理,由于遥感技术摄取的相片相幅较小,同时数量较多,因此,需要对数据进行后期的处理,提高图像的质量,使数据更加地真实有效。
        2无人机遥感技术在工程测量中的应用优势
        无人机遥感技术在应用过程中,主要借助无线电遥控设备及已加载好的程序,获取更多的测绘信息。无人机遥感技术系统在建设方面,主要涉及无人机飞行平台、飞行控制系统、数据通信系统等,人们可根据自身测绘需求选择合适的技术设施。
        2.1灵活可控
        无人机自身灵活性高,飞行需求条件较低,自身可控性强,具备较高的自动化程度。工作人员只需根据实际测绘要求,提前设计无人机飞行航线,在远程操控的帮助下,设备可随时起飞和降落或进入深山、丛林等复杂地形中开展测绘操作,避免外界环境对工程测量工作产生影响。在地形崎岖、交通不便的区域执行测绘任务,工作人员可采用无人机机载激光雷达技术,呈现的检测尺度比较大[2]。
        2.2成本较低,监测范围广
        无人机设备在构建和使用过程中,其成本相对比较低。一方面,无人机的材料一般使用碳纤维复合材料,其强度非常高,同时具有非常强大的抗冲击力,并且重量较轻,能够抵抗飞行中可能遇到的损坏,虽然材料价格较贵,但可以重复利用,并且损坏的可能性较低,在一定程度上节省了成本。另一方面,无人机不需要驾驶员在飞机中操作,可以省去聘请飞机驾驶员的资金,同时,无人机的实际操作较为方便,简单培训即可掌握使用方式,能够减少培训资金。无人机的监测范围非常广,并且能够根据实际的需求来进行测量。在对某一工程建设区域进行检测时,根据测绘单位的需求来调整实际的检测范围,将无人机的飞行高度调高,其单位面积内的测量范围会不断地变大,便于工程师对整体区域和环境进行分析;想要使测绘的精确度提高,可以将无人机的高度降低,提高其图像的精确度。
        2.3高清摄像
        在无人机设计时,工作人员会在其中加装色彩数字摄影机等高精密型数码成像式器材,保证可获取高清的数字正摄像图,近景航拍精度可达到纳米级别,并将其传输到地面控制系统中,节省部分人力成本和物力成本,实现数据的精准控制。现阶段,无人机造价成本不高,运行成本有限,可呈现较好的经济实用性及较高的推广价值。该项技术仍存在较大欠缺,如姿态稳定性不足、旋偏角偏大、地面分辨率不足等问题,会影响数据准确性,相关部门和工作人员应针对该方面进行改进[3]。
        3无人机遥感技术在测绘工程中的具体运用
        3.1对复杂恶劣区域的测绘
        在一些地形复杂或环境恶劣的地理条件中,想要提高对区域环境和数据信息的了解,则需要使用无人机遥感技术,在复杂的工程测绘中,通过合理的操控,能够有效地获取相应的数据。在无人机设备上安装GPS系统,结合地图来对该区域各部分进行合理的探测。工作人员根据地图中的标记来确定无人机的飞行路线,针对复杂的区域进行图像摄取和数据采集。使用系统中的多种成像技术,根据不同的要求,如距离、精确度和图像效果,以及角度等进行测绘,不断地满足测绘人员的需求。在恶劣复杂的环境中进行测绘,一般该处区域无法由人进行实地的考察和测绘,通过无人机遥感技术的使用,能够帮助绘制距离地面较近的位置,获得精确度较高的图形和信息。

通过低空飞行技术,能够更好地对环境情况进行把握,有利于测绘单位对该区域进行合理的规划和设计。
        3.2城市规划中的使用
        在对城市进行规划时,需要使用无人机遥感技术对整体城市的信息和数据进行探测和获取。首先,应对测绘的区域进行像控布设。一般而言,在进行像控布设时,需要设置正方形网格,并设置像控点。像控点的数量和精度对于航测的数据精确度有较大的影响。因此,在实际的测绘时,应根据无人机的翼型和测量的范围来对像控点数量进行设置。在进行设置时,应保证误差在允许的范围内,提高测绘的准确度。其次,规划航线和区域。在对城市进行规划时,应该明确想要测量的区域,以及测绘的重点区域,根据实际的需求和无人机飞行的特点等来对飞行航线进行测量,使其测绘的结果满足测绘单位的实际需求。另外,无人机在飞行过程中,会受到风速和温度的影响,风速过大会降低无人机的测绘精准度。因此,应对不同的测绘区域进行划分,根据分类标准来对无人机的高度进行调整,以此获得更合理的测绘结果。最后,处理影像数据。由于无人机中安装的照相机在对环境进行拍摄时,可能会受到光的影响,导致图像中存在光学畸变的现象,使得实际的测量数值和图像不符合,出现一定的误差。在对城市进行拍摄时,需要对拍摄角度和拍摄空间等进行合理的设置,通过后期的数据处理,对图像进行格式转换,并使用有关的几何模型等对图像进行校正。根据不同图像之间的关系进行交互式处理,识别图片中的影像,并快速地进行拼接,提高整体图像处理的质量和整体图像的精确度与完整度[4]。
        3.3大比例尺中的测绘
        在对地形空间较大的区域,如农业的生产区等大比例尺区域的测绘中,需要测绘单位对区域内的地形和影像等数据进行测量,获取相应的数据。使用无人机遥感技术能够对不同环境中的地理空间数据进行测绘,在短时间内能够完成整片区域内的信息和测绘重点的数据获取。在实际的测绘时,无人机需根据指定的飞行航线和设计要求执行,以保证飞行的稳定度和数据的全面性。在此基础上,根据工程师的具体需求进行调整,使其能够满足飞行需求和图像获取条件。使用专业的软件和信息处理系统,在地图和导航的支持下,对整体的航拍过程进行控制,保证数据能够符合要求。
        3.4对海岸地形的测绘
        使用无人机遥感技术能够对海岸地形进行测绘。在测量时,应关注以下内容:首先,设置布控点。根据不同的航行轨迹来制定合适的布控点。一般在进行测绘时,航线设置为单航带,通过覆盖式测量方法来进行整体海岸的测量工作。工作人员可以根据航线的位置来对控制点进行布置,先确定平高点,再根据区域的规划等因素来设计整体的布控点位置。设置时,应保证整体的控制点之间距离相对均匀,使测绘的准确值有所提升。其次,做好飞行前的工作。海岸的测绘风力一般都比较大,同时受到海洋气候的影响,在飞行期间容易受到气流和风向及潮汐等不同因素的影响,使无人机发生偏离航线的情况。因此,在飞行前,应对海岸测绘区域的天气进行调查,选择天气晴朗同时风力较小的时间来进行测绘,力求图像的清晰度较高,无人机的拍摄角度不受影响。同时,海岸地形会受到引力和潮汐的影响,在设计航线时,应将此类影响因素考虑进去,保证航线的设计能够符合标准,不受异常情况的不良影响[5]。最后,立体模型的构建。无人机具有数据处理系统,不仅能够将拍摄的图像数据进行合理的调整和拼接,使其更加地清晰有效,同时能够根据测绘得到的数据来进行模型的构建。使用无人机遥感技术进行测绘时,其对于海岸线的测绘较为充分,利用多种先进的测绘工具和高级的数据分析系统,得到海岸地形整体的图像、数据等。在进行数据处理时,能够根据需要,将海岸地形的具体模型建立出来,使工程师能够更方便的对海岸地形进行分析和规划,更好地进行资源利用。
        3.4突发事件的应用
        对于自然灾害的发生,人类无法阻挡,也难以避免。但当无法避免的自然灾害发生时人类却可以采取相应措施实行预防、挽救损失,降低自然灾害造成的影响。对此人类应该重视自然灾害发生后的重建安置处理工作,提高灾害发生后的应急处理效率。当大型自然灾害形成时,相关救援人员发挥着至关重要的作用,而相关地理环境的实际情况将会影响施救人员的工作效率。在灾害发生后的第一时间应获取该地区的地理地形信息,并且根据地形发生的变化精确安排施救措施。与此同时,需要获得受害者的具体位置。如果在施救过程中进行信息测量,采用的是传统的人工测量方法,这将会大大降低施救效率与施救速度,浪费施救时间,如此一来,受害者的生命财产安全将会得不到有效保障。反之,如果在施救过程中利用无人机遥感技术,能够迅速对受灾地区的地理地形环境进行全面精确把控收集,并且能在短时间内制定一套援救计划,最大限度保证受害者的生命财产安全。
        结束语
        科技是第一生产力,经济的发展推动科学技术不断创新,为人们的生产生活带来了诸多便利,提升了人们生活的质量与效率。尤其是在测绘工程的应用中,无人机遥感技术的研发大大提高了测绘工程数据的精确度,在测绘工程运用中有着不可动摇的地位。
        参考文献
        [1]娄骏,于文娟.无人机遥感技术在测绘工程测量中的应用[J].交通世界,2019(34):20-21.
        [2]崔文化.浅谈无人机遥感技术在工程测量中的应用[J].中国设备工程,2019(22):214-216.
        [3]王海涛.无人机遥感技术在测绘工程测量中的实践[J].冶金管理,2019(21):83-84.
        [4]张沙千.试论无人机遥感技术在测绘工程测量中的应用[J].居舍,2019(31):84.
        [5]张志业.无人机遥感技术在测绘工程测量中的运用[J].工程技术研究,2019,4(20):104-105.
       
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