導(dǎo)語(yǔ)：無(wú)人機(jī)在地形測(cè)繪工程的應(yīng)用一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：當(dāng)前，我國(guó)在地形測(cè)繪方面獲得快速發(fā)展，尤其在無(wú)人機(jī)技術(shù)不斷推廣應(yīng)用過(guò)程中，取得顯著成績(jī)。無(wú)人機(jī)技術(shù)主要是將傳感器、通信設(shè)備等安裝在無(wú)人機(jī)機(jī)身上，并借助通信定位手段開展測(cè)量工作。對(duì)此，本文闡述了地形測(cè)繪中無(wú)人機(jī)優(yōu)勢(shì)、介紹了無(wú)人機(jī)原理，并分析了地形測(cè)繪中無(wú)人機(jī)應(yīng)用，希望能夠?yàn)橄嚓P(guān)部門與人員提供參考。

關(guān)鍵詞：地形測(cè)繪；無(wú)人機(jī)；應(yīng)用分析

在我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展過(guò)程中，為科技經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供良好經(jīng)濟(jì)保障，進(jìn)而有效促進(jìn)電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展，而我國(guó)無(wú)人機(jī)技術(shù)也得到快速發(fā)展，相關(guān)技術(shù)更加成熟，在各個(gè)領(lǐng)域中均有著廣泛應(yīng)用。對(duì)于測(cè)繪工程而言，借助無(wú)人機(jī)、遙感設(shè)備以及其他設(shè)備開展定性測(cè)量，可以有效強(qiáng)化測(cè)量質(zhì)量與效率。以無(wú)人機(jī)角度分析，在工程測(cè)繪、農(nóng)業(yè)測(cè)繪、自然災(zāi)害測(cè)繪等方面均有著良好應(yīng)用效果，在精準(zhǔn)收集實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)過(guò)程中，可以有效保證數(shù)據(jù)傳輸效率[1]。

1地形測(cè)繪中無(wú)人機(jī)優(yōu)勢(shì)

現(xiàn)階段，我國(guó)各個(gè)行業(yè)均開始不斷進(jìn)行細(xì)化建設(shè)，以趕超世界水平。對(duì)于測(cè)繪行業(yè)，及時(shí)、精準(zhǔn)采集代表信息同時(shí)進(jìn)行各類地圖繪制工作已經(jīng)成為重點(diǎn)內(nèi)容。而要想實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，需要保證測(cè)繪方法前進(jìn)性與有效性。而航空測(cè)量是快速收集地理數(shù)據(jù)的技術(shù)方法，然而傳統(tǒng)航空測(cè)量技術(shù)在氣候條件與機(jī)場(chǎng)等方面具有較強(qiáng)依賴性，測(cè)繪成本較高，并且測(cè)量周期比較長(zhǎng)，對(duì)大比例尺測(cè)繪工作中數(shù)字?jǐn)z影技術(shù)應(yīng)用造成一定影響。例如，使用衛(wèi)星遙感技術(shù)過(guò)程中，因?yàn)槭艿杰壍烙绊?，每天都?huì)在固定時(shí)間過(guò)頂，因此時(shí)效性無(wú)法滿足工作要求，難以開展應(yīng)急觀測(cè)。另外，載人飛機(jī)雖然不會(huì)受到軌道與時(shí)間等因素影響，然而基于惡劣氣候環(huán)境下，為了保證工作人員安全，基本上不會(huì)開展測(cè)繪工作。微波遙感技術(shù)能夠克服氣候與云層等因素影響，然而因?yàn)樘綔y(cè)原理有所不同，無(wú)法對(duì)紅外線遙感以及其他技術(shù)手段進(jìn)行完全替代。同時(shí)，傳統(tǒng)航空遙感技術(shù)的測(cè)繪成本較高，無(wú)法在各個(gè)測(cè)繪工作中進(jìn)行廣泛應(yīng)用，若是采用人工測(cè)繪方式，則需要投入大量物力、人力等資源，并且測(cè)繪效率較低，在地形影響下無(wú)法保證測(cè)繪工作有序進(jìn)行。而無(wú)人機(jī)測(cè)量技術(shù)具有高效率以及低成本等特點(diǎn)，在地形測(cè)繪領(lǐng)域中的應(yīng)用更加廣泛，其主要具有以下優(yōu)點(diǎn)：①測(cè)繪無(wú)人機(jī)屬于低空飛行器，飛行高度一般距離地面幾十米、數(shù)百米，與傳統(tǒng)航空遙感技術(shù)以及普通航空攝影技術(shù)相比，其能夠有效突破云層因素限制。②因?yàn)槭冀K保持低空飛行，因此相比于其他技術(shù)，其分辨率更高，所以性價(jià)比突出，同時(shí)可以便捷申請(qǐng)空域。③無(wú)人機(jī)體積小、成本低，在工作人員培訓(xùn)、維護(hù)與保養(yǎng)等方面均具有較大優(yōu)勢(shì)，同時(shí)培訓(xùn)周期短，所需人力少，一般在7—14d之內(nèi)即能夠完成無(wú)人機(jī)培訓(xùn)工作，工作人員可以熟練操作無(wú)人機(jī)。④無(wú)人機(jī)能夠搭載各種傳感器，進(jìn)而有效提高無(wú)人機(jī)功能的靈活性，一架無(wú)人機(jī)不僅能夠完成測(cè)繪工作，同時(shí)也可以用于監(jiān)測(cè)與救災(zāi)等工作中。因?yàn)闊o(wú)人機(jī)可以多角度收集地表信息，因此能夠?qū)崿F(xiàn)3D建模。⑤若是地形較為復(fù)雜，則無(wú)人機(jī)能夠便捷地進(jìn)行轉(zhuǎn)場(chǎng)，機(jī)動(dòng)性突出。同時(shí)在氣候方面并無(wú)嚴(yán)格要求，在小雨、刮風(fēng)以及陰天等條件下均能夠開展測(cè)繪，另外，可以在短時(shí)間內(nèi)完成數(shù)據(jù)收集工作。⑥相比于其他測(cè)繪技術(shù)，無(wú)人機(jī)測(cè)繪能夠有效保證工作人員的安全[2]。

2無(wú)人機(jī)原理

2.1硬件系統(tǒng)。無(wú)人機(jī)硬件系統(tǒng)主要涵蓋飛行平臺(tái)以及地面站兩方面內(nèi)容。首先，飛行平臺(tái)。無(wú)人機(jī)的飛行平臺(tái)一般指機(jī)體本身，以整體角度分析涵蓋機(jī)體、飛行系統(tǒng)、攝影系統(tǒng)以及通訊系統(tǒng)等。機(jī)體有涵蓋：①飛行棋裝置，起落架、螺旋槳、機(jī)翼、機(jī)身等；②動(dòng)力裝置，耗油設(shè)備、電池設(shè)備、馬達(dá)等；③飛控設(shè)備，需要體現(xiàn)設(shè)計(jì)飛行任務(wù)，同時(shí)對(duì)飛機(jī)當(dāng)前剩余電量、姿態(tài)角度以及地理位置等信息結(jié)束無(wú)線通信方式向地面站傳送；④GPS導(dǎo)航系統(tǒng)；⑤傳感器、云臺(tái)等裝置；⑥一些無(wú)人機(jī)還會(huì)配備降落傘與彈射架，主要根據(jù)降落方式與起飛方式確定。通常，測(cè)繪中相關(guān)無(wú)人機(jī)翼展在2m左右，選擇碳纖維作為龍骨材料。選擇木材、玻璃纖維或是航空泡沫作為機(jī)翼與機(jī)身材料，有效控制飛機(jī)自重。若是選擇汽油作為動(dòng)力能源則航行速度在100km/h左右，若是選擇電池則速度在70km/h左右。其次，地面站。地面站主要是開展測(cè)繪活動(dòng)時(shí)，工作人員操控的設(shè)備。主要涵蓋監(jiān)控系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)以及任務(wù)系統(tǒng)3個(gè)部分。任務(wù)系統(tǒng)主要是測(cè)繪前為無(wú)人機(jī)飛行規(guī)劃測(cè)量面積、航高、航向、航線以及照面重疊度等。對(duì)于通訊系統(tǒng)，主要是向監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)傳送無(wú)人機(jī)地理位置、剩余電量、空速、飛行軌跡以及姿態(tài)等，可以保證工作人員實(shí)時(shí)掌控?zé)o人機(jī)狀況[3]。2.2無(wú)人機(jī)工作流程。在測(cè)繪工作中應(yīng)用無(wú)人機(jī)時(shí)，主要涵蓋三方面內(nèi)容：①前期規(guī)劃，需要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)勘查之后進(jìn)行航線規(guī)劃，因?yàn)榈匦未嬖诓町?，無(wú)人機(jī)起降點(diǎn)以及實(shí)際操作情況均會(huì)存在差異，并結(jié)合地形起伏情況合理控制像控點(diǎn)的密度，因此前期數(shù)據(jù)收集以及規(guī)劃工作對(duì)于無(wú)人機(jī)運(yùn)用效率具有重要作用。②外業(yè)測(cè)繪，主要涵蓋飛無(wú)人機(jī)回收、飛行操控、航向預(yù)設(shè)、象限設(shè)定以及機(jī)體拼裝等。③內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理，主要涵蓋以空三數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)構(gòu)建模型以及處理影像信息，借助影像拼接、鑲嵌以及裁剪等，獲得處理數(shù)據(jù)。

3地形測(cè)繪中無(wú)人機(jī)應(yīng)用分析

3.1立體采編技術(shù)的應(yīng)用。借助無(wú)人機(jī)技術(shù)開展地形測(cè)量活動(dòng)，可以有充分保障測(cè)量質(zhì)量與精確度。無(wú)人機(jī)針對(duì)相關(guān)地區(qū)的森林、建筑與等地形完成航空攝影測(cè)量之后，會(huì)獲得大量原始地質(zhì)數(shù)據(jù)，通過(guò)科學(xué)運(yùn)用內(nèi)力立體信息，對(duì)無(wú)人機(jī)收集的相關(guān)地形信息展開科學(xué)處理與編制。處理數(shù)據(jù)是為了有效提高數(shù)據(jù)編制合理性和科學(xué)性，盡量采用人工操作手段，采編地址條件中水涯線、等高線以及其他重要數(shù)據(jù)，以有效提高設(shè)定產(chǎn)量的準(zhǔn)確性與科學(xué)性。開展該項(xiàng)工作時(shí)，應(yīng)該對(duì)地形結(jié)構(gòu)、物體線節(jié)點(diǎn)以及其他數(shù)據(jù)信息進(jìn)行充分控制，另外，還應(yīng)該確保無(wú)人機(jī)開展航空拍攝活動(dòng)中收集的數(shù)據(jù)資料具有較高準(zhǔn)確度，若是數(shù)據(jù)缺乏準(zhǔn)確性則會(huì)對(duì)采編合理性產(chǎn)生嚴(yán)重影響。開展房屋結(jié)構(gòu)測(cè)繪工作時(shí)，測(cè)量人員應(yīng)該充分描繪給類型房屋的外部輪廓，認(rèn)真校正建筑的結(jié)構(gòu)輪廓與外房檐。若是存在死角區(qū)域，應(yīng)該認(rèn)真進(jìn)行標(biāo)記，進(jìn)而有效確保測(cè)量工作準(zhǔn)確度與科學(xué)性，避免后續(xù)測(cè)量活動(dòng)中業(yè)內(nèi)立體數(shù)據(jù)出現(xiàn)編碼不統(tǒng)一以及其他問題，進(jìn)而導(dǎo)致政策測(cè)量結(jié)果出現(xiàn)偏差。3.2像控點(diǎn)布設(shè)的應(yīng)用。針對(duì)山區(qū)或是城市地區(qū)開展地形測(cè)量活動(dòng)時(shí)，在應(yīng)用無(wú)人機(jī)過(guò)程中，應(yīng)該先設(shè)置像控點(diǎn)，該工作主要涵蓋兩點(diǎn)內(nèi)容，①網(wǎng)點(diǎn)設(shè)置區(qū)域；②像片控制點(diǎn)區(qū)域。設(shè)定區(qū)域網(wǎng)點(diǎn)過(guò)程中應(yīng)該根據(jù)地面的平行高度進(jìn)行科學(xué)劃分，合理確定無(wú)人機(jī)航拍線路，通常應(yīng)該設(shè)定8條基線與4條航線以有效提高無(wú)人機(jī)航行準(zhǔn)確度。另外，針對(duì)各種崎嶇山地、航線跨度等情況，可以針對(duì)性地劃分6條或是2條不同航線，若是測(cè)量區(qū)域內(nèi)的地形缺乏嚴(yán)格性，則應(yīng)該設(shè)置相應(yīng)航線。對(duì)于像片控制點(diǎn)區(qū)域測(cè)量活動(dòng)，通常借助GPS技術(shù)設(shè)定控制節(jié)點(diǎn)，一般設(shè)定E級(jí)或是D級(jí)兩種級(jí)別，以C級(jí)控制點(diǎn)為切入點(diǎn)，開展實(shí)際測(cè)繪工作時(shí)，可以借助相關(guān)控制設(shè)備科學(xué)設(shè)定網(wǎng)絡(luò)PKT控制體系，以有效提高測(cè)量效率。在確保測(cè)量活動(dòng)有序進(jìn)行前提下，應(yīng)該將無(wú)人機(jī)精確度特點(diǎn)有效發(fā)揮出來(lái)，科學(xué)設(shè)置CORS網(wǎng)絡(luò)。借助RTK流動(dòng)站為無(wú)人機(jī)的控制點(diǎn)提供有效保障，進(jìn)而有效提高數(shù)據(jù)圖的傳輸質(zhì)量。另外，可以通過(guò)流動(dòng)站數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)拓展，根據(jù)測(cè)量區(qū)域中地形條件，精準(zhǔn)設(shè)定投影參數(shù)與高程，促使不同數(shù)據(jù)之間能夠充分進(jìn)行互通。開展工作實(shí)踐時(shí)，應(yīng)該科學(xué)設(shè)置數(shù)字信息與數(shù)碼影像的頻率，同時(shí)相關(guān)監(jiān)測(cè)點(diǎn)應(yīng)該展開再次檢測(cè)[4]。3.3空中三角測(cè)量的應(yīng)用。三角測(cè)量主要涵蓋解析三角測(cè)量與模擬測(cè)量2種形式。一般，會(huì)選擇解析測(cè)量方法開展地形測(cè)繪工作，并與模擬方法進(jìn)行對(duì)比，解析法的精度更高、速度更快。開展測(cè)量活動(dòng)時(shí)，主要按照以下步驟開展：①空中加密；②三角點(diǎn)測(cè)量；③空中三角的加密測(cè)量。其中，第一種形式主要針對(duì)突出地物開展空中定位，開展空中測(cè)量活動(dòng)時(shí)，應(yīng)該科學(xué)設(shè)定標(biāo)識(shí)線，保證距離合理性，例如，無(wú)人機(jī)攝影儀測(cè)量比例為1:1000，實(shí)際工作中，借助加密標(biāo)識(shí)之后距離在1.0mm以上，后者實(shí)施時(shí)，若是測(cè)區(qū)內(nèi)出現(xiàn)山谷、河道等，則設(shè)定無(wú)人機(jī)航線過(guò)程中，應(yīng)該科學(xué)設(shè)定高度差值，以有效保證無(wú)人機(jī)在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中的穩(wěn)定性。對(duì)于特殊地形的測(cè)量，例如坡度較大的地形中，一般應(yīng)該在空中進(jìn)行三角加密點(diǎn)設(shè)置，同時(shí)加密點(diǎn)添加數(shù)量應(yīng)該保持在2個(gè)以內(nèi)，開展自由邊緣規(guī)劃過(guò)程中，需要針對(duì)測(cè)量區(qū)域范圍內(nèi)的控制點(diǎn)來(lái)進(jìn)行有效的加密。另外，完成三角點(diǎn)加密之后應(yīng)該繼續(xù)進(jìn)行測(cè)量，以有效提高測(cè)繪數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。3.4補(bǔ)測(cè)操作的應(yīng)用。開展地形測(cè)繪活動(dòng)時(shí)，應(yīng)用無(wú)人機(jī)技術(shù)過(guò)程中，應(yīng)該充分重視測(cè)量盲點(diǎn)問題，根據(jù)實(shí)際測(cè)區(qū)中具體位置，科學(xué)設(shè)定與有效優(yōu)化測(cè)量盲點(diǎn)，對(duì)于地形測(cè)繪中盲區(qū)問題，無(wú)人機(jī)完成信息收集之后，應(yīng)該科學(xué)分析測(cè)繪數(shù)據(jù)。開展測(cè)繪實(shí)踐時(shí)，借助無(wú)人機(jī)能夠充分開展測(cè)區(qū)整體測(cè)繪工作，若是出現(xiàn)遺漏問題，可以通過(guò)原地形數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比以及補(bǔ)充，充分保證測(cè)繪工作效率與質(zhì)量。另外，還應(yīng)該結(jié)合人工方式予以輔助，對(duì)于復(fù)雜地形中的測(cè)量盲區(qū)，測(cè)繪單位應(yīng)該通過(guò)人工測(cè)量手段予以優(yōu)化，進(jìn)而有效提高測(cè)繪工作準(zhǔn)確度。

4結(jié)語(yǔ)

當(dāng)前，我國(guó)地形測(cè)繪領(lǐng)域中已經(jīng)廣泛使用無(wú)人機(jī)開展測(cè)量工作，有效提高測(cè)量精度與效率。在設(shè)計(jì)使用過(guò)程中應(yīng)該充分注意立體采編技術(shù)的應(yīng)用、像控點(diǎn)布設(shè)的應(yīng)用、空中三角測(cè)量的應(yīng)用、補(bǔ)測(cè)操作的應(yīng)用等，進(jìn)而保證無(wú)人機(jī)作用充分發(fā)揮出來(lái)。

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作者:衛(wèi)軍 單位:江蘇火禾信息技術(shù)有限公司