无人机遥感技术在测绘工程测量中运用

2022-09-21 16:42:34 来源:写作指导

摘要:随着我国科学技术的快速发展,各种科技产品广泛应用于工程建造领域,而无人机遥感技术在测绘工程测量方面发挥着重要作用,它不仅能提高工程施工效率和安全性,及时发现不易探查区域的问题,而且为后期的工程建设提供精准的数据支持。虽无人机遥感技术目前还处于刚兴起阶段,但从应用方面,其属于1种较成熟的设备设施,无人机与卫星定位、通信功能相融合,在工程建设领域发挥着至关重要的作用。

关键词:工程测量;无人机遥感技术;测绘;低空采集;三维影像;测量精度

1无人机遥感技术的概述和组成

1.1无人机遥感技术的概念

无人机遥感技术是充分利用无人机技术、遥感技术和相应的通信技术获取空间遥感信息的新技术。其以在测绘工程测量方面的优势,广泛应用于地理信息获取、环境监测、地质地貌调查研究等领域。随着无人机遥感技术的广泛应用,越来越多的技术人员开始关注其技术的分析和研究。遥感技术所涉及的范围主要有遥感器、输入设备、输出设备和遥感信息处理平台,具体细分为微波遥感、光遥感及红外线遥感。遥感技术与无人机的融合在整个工程施工方面至关重要,其最基本的特点是检测范围极广、速度快、检测效率高及信息处理快速。

1.2无人机遥感技术的类型

无人机遥感技术的外在形式多种多样,最主要和最常用的有4种类型:固定翼无人机、无人直升机、多旋无人机、无人飞艇。固定翼无人机,其机翼不可改变,但小巧易于拆卸,使用时噪声较小、隐蔽性强,其动能为电能;无人直升机如同直升飞机一般升降,其有多个螺旋桨,能在空中稳定悬停,在合理的高度下能更直观地对工程进行勘测,不仅有助于工程施工,还能得到更精确的数据;无人机飞艇则是利用空气中上升的飘浮力,实现如在地面上一般控制飞行状态,其所运用的项目范围也极其广泛。无人机遥感技术在应用过程中能充分利用各种数据处理功能,实现低空采集,保证数据的实时有效传输和传输的高分辨率。

2无人机遥感技术发展现状

随着现代科技不断进步,为无人机遥感技术的发展提供了良好的环境。目前,全球范围内已有30多个国家相继开展无人机遥感技术的研究工作,当前已知的无人机类型有300多种,且有约50个国家正在使用多达100种无人机。近年来,我国用于民用的无人机类型不断增多,无人机方面的研究也在逐步深化,衍生出了很多能用于生活的先进产品。伴随无人机遥感技术的发展,低空遥感技术近年来发展很快,该技术灵活机动,利用该项技术能够对测量区域地理信息数据进行及时获取,将航空拍摄设备安装于低空飞行器上,在测量过程中,能够对高度1000m以下的测量区域进行详细测量,而且拍摄效果极佳。当前无人机遥感技术的发展趋势不断加快,为其在各个领域中的广泛应用奠定了良好的基础。现今,我国在无人机遥感技术方面已具备相当丰富的经验,对其持续发展极为有利。

3无人机遥感技术的应用优势

3.1监测尺度大

这项技术在测绘测量工程中能对大范围的物体进行一定程度的勘测,得到较精确的测量数值,同时,也能开展小范围区域测量工作。故无人机传感技术在测量范围内具有较大的可控性。同时,利用该项技术,能直观立体地看到各种区域的真实情况,为相关工程施工提供技术上的支持;对出现的问题也可在有关系统中进行全面反映,为专业人士提供更加精准的数据信息。

3.2监测效率高

该项技术在监测过程中具有非常高的工作效率,尤其是在突发事件的监测中发挥着重要作用。突发事件通常非常紧急,如果监测效率低下,会使突发事件得不到及时解决,造成延误,甚者使突发事件的危害性进一步扩大。而无人机遥感技术监测效率极高,在突发事件发生时利用该项技术,不仅能掌握目标区域的具体情况,还能为制定突发事件处理对策提供参考,确保突发事件的顺利解决。

3.3信息处理速度快

该技术对目标区域进行测量后,可将所获得的信息数据及时传输给信息处理系统,信息处理自动化水平较高,确保测绘信息的及时应用。

3.4系统兼容性高

在测量过程中,若仅依靠单一的遥感技术,极易发生遗漏情况。测量过程中单一地利用无人机遥感技术也存在局限性。为更好地保证测量数据的全面获取,可联合应用其他遥感技术共同开展测量。无人机遥感技术具有非常强大的兼容性,为联合其他测量技术共同开展测量提供了良好的基础。

4无人机遥感技术在测绘工程测量中的具体应用

4.1测绘影像资料获取

在测绘测量工程中采用无人机遥感技术进行绘测测量工作,首先要针对目标测量区域开展相关的调查研究,科学设计无人机飞行路线,与试飞相应设备的平台相结合,从而进行科学的选择。无人机遥感技术与其他遥感影像技术相比有很大的不同,在这项技术中,无人机在飞行过程中会有很小的飞行幅度,而且具有大偏角的特点,所以通过该项技术能够对测量目标进行多角度拍摄,便于获得详细的三维影像数据。为了保证测量效果,必须确保数码相机具有高质量的拍摄效果。

4.2测绘数据收集

依照测绘主体的差异,无人机遥感测绘技术具有手动采集、自动加密两种信息数据收集模式。其在计算机控制的基础上实现,工作人员可根据自己的意愿进行调整,对需要的信息进行勘察记录,并且对无人机拥有绝对的控制权,极大提升了信息获取的准确性。在实际测量过程中,利用无人机遥感技术能将相关测量信息在无人机采集系统内有效保存,并对相关测量数据进行加密处理,在获得相应权限后,才能对无人机系统内获得的测量数据进行应用,更好地保证了测量数据的安全性。

4.3测绘数据处理

由于无人机体积小,安装的数码相机设备无法规范地排列,以至无人机拍摄的照片存在一定的图形叠加情况,特别是无人机飞行过程中的转角或俯冲拍摄阶段,由于角度偏差问题,极易导致图像叠加问题,造成拍摄图像效果不佳,出现变形和重叠现象。安装于无人机上的数码相机设备均以自动变焦,为了确保拍摄效果,实际应用中应合理调整其变焦参数,提升相机拍摄效果以获得更清晰和全面的图像数据。

4.4低空作业

无人机影像资料传输即便是在光线较暗的条件下也要保证较好的拍摄质量,而无人机遥感测绘技术灵活机动,便于操作,故该项技术在救灾援灾、环境保护和监督以及城市建造方面都有着至关重要的作用。随着科学技术发展,无人机遥感测绘技术的自动化水平越来越高,极大提升了拍摄效果,操作起来也更加方便,今后必将在更多领域发挥越来越大的作用。

4.5突发事件应急处理

面对滑坡、泥石流、地震等突发事件,常规的测量手段无法正常开展,且方法过于陈旧,测量周期过长,难以实现对测量目标的动态化监测。如山区出现地震、滑坡、泥石流灾害后,恶劣的环境对地面测量工作造成极大影响。同时,在一些恶劣天气条件下,航空遥感以及卫星遥感测量也会受到很大限制,无法及时获取灾区的具体影像,更不能达到动态监测测量的目标。而无人机遥感技术的应用,使其问题迎刃而解。该项技术能更好地应对突发事件,深入到灾区内部进行动态监测,对灾区情况进行详细测量,获取精准的测量数据,为应对突发事件提供重要的参考数据。

4.6特殊目标获取获取

特殊目标信息通常存在较大的难度,如工程项目、军事设施及文物信息的获取等。在开展大比例尺地形图测绘过程中,对于目标区域文物建筑信息的测量,通过传统遥感技术很难获取目标区域的信息数据,而通过无人机遥感技术的应用,便可针对这些特殊目标开展详细测量工作,从而获得全面的测量数据,不仅测量精度高、效率快,不仅使大比例尺图幅成图效率得到大幅提升,且有效控制成本投入。

5测绘工程中应用无人机遥感测绘技术的注意事项

无人机遥感测绘技术应用,最主要的是在一定时间内要对设备机械进行维修检查。在正常工作过程中,为了得到较精准的数据信息,大多注重对无人机遥感技术的控制,从而忽略对设备的维修保养。对无人机进行适当的保养和维护,能有效地防止机械设备的老化。因此,在无人机遥感设备运行时,除保证设备性能不被损坏外,还需在使用前后严格按照相关说明对设备进行质量检测。根据所需要测量的工程进行各项数据的调整,从而保证结果更精确。工作人员应重视对与无人机遥感技术相关配套设备的维护和管理,不仅是为了熟练运用,更是为之后的测绘测量工作打下坚实的基础。增强对无人机遥感技术传回影像分辨率的质量管理,可在一定程度上避免画面重叠、不清晰甚至扭曲等问题。同时,还要注意画面的整体颜色和亮度,对无人机影像画面质量的进一步提升具有重要作用。

6无人机遥感技术在测绘工程测量中的改进方向

当前,无人机遥感技术在各领域得到广泛的应用,为了提升无人机航拍的精确度,增强其高效航拍的作用,应提高相关技术水平,使无人机遥感技术在特殊拍摄环境下,能在大型无人机拍摄结束后发挥作用。小型无人机不受特殊环境的影响,从而不会使画面出现重叠、数据不准确的情况。

7结语

新兴的技术手段必然取代既有、传统的技术方法。无人机遥感技术是当前不断革新与发展的先进测量技术之一,其研究与发展,不仅大幅度提升了我国测绘工程的测量精度和测量效率,还有力地推动了我国数字化测绘领域发展。因此,重视并加强对无人机遥感技术的研究,充分发挥其优势和作用,对我国测量技术的发展有着十分重要的意义。

作者:高勇 单位:山东建材勘察测绘研究院有限公司