遙感及航空攝影測(cè)量中的新技術(shù)探討

張立華

【摘要】隨著經(jīng)濟(jì)和各行各業(yè)的快速發(fā)展，建設(shè)及高層建筑建設(shè)等是城市發(fā)展中不可或缺的工程。十九大以來更是發(fā)展迅猛，四、五線城市更新?lián)Q代，尤其需要發(fā)展建筑工程。而工程測(cè)量是建筑工程中的的重要環(huán)節(jié)，其工作質(zhì)量直接關(guān)系到建筑工程質(zhì)量，對(duì)工程建設(shè)影響重大。攝影測(cè)量與遙感技術(shù)應(yīng)用在工程測(cè)量中十分廣泛，對(duì)于遙感技術(shù)的實(shí)際運(yùn)用將直接提高工程質(zhì)量。論文對(duì)于攝影測(cè)量和遙感技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用進(jìn)行了分析并進(jìn)一步思考，提出建議，以供參考。

【關(guān)鍵詞】攝影測(cè)量;遙感技術(shù);應(yīng)用工程

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.

21.

現(xiàn)階段科學(xué)技術(shù)向著專業(yè)性、精密性的方向不斷發(fā)展，隨之無人機(jī)航測(cè)系統(tǒng)也形成了常規(guī)無人機(jī)航測(cè)與非常規(guī)無人機(jī)航測(cè)。我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)得到了迅猛發(fā)展，作為保障經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展的重要前提，道路運(yùn)輸行業(yè)得到了國家和社會(huì)前所未有的關(guān)注和政策扶持。道路建設(shè)工程總量的需求日益增加，這對(duì)工程工作是一個(gè)嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的工程采用人工布置全站儀和 GPS 設(shè)備等方式進(jìn)行，不僅極大地增加工程的人力和物力成本，增加工程耗時(shí)，還無法保障測(cè)量結(jié)果的高精度以及高可靠性。作為一種較為新穎的工程測(cè)量技術(shù)，無人機(jī)攝影測(cè)量技術(shù)以其高精度、高機(jī)動(dòng)性、高效率等特點(diǎn)，得到了越來越多工程施工技術(shù)人員的青睞，在工程活動(dòng)中得到了廣泛的推廣和應(yīng)用。由于無人機(jī)攝影測(cè)量仍具備一定的應(yīng)用門檻和操作難度，如何做好無人機(jī)攝影測(cè)量過程管控，以及如何把握無人機(jī)攝影測(cè)量應(yīng)用關(guān)鍵環(huán)節(jié)以保障工程測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性，成為了每一個(gè)工程人員面臨的重大挑戰(zhàn)。

1、遙感技術(shù)的簡(jiǎn)介

遙感技術(shù)的使用需要一系列的設(shè)備作為輔助工具，首先使用遙感設(shè)備對(duì)目標(biāo)進(jìn)行拍照和傳輸掃描，從而獲取目標(biāo)的相關(guān)信息，然后將信息進(jìn)行傳遞、保存和處理，再對(duì)收集到的各種信息進(jìn)行分析，提取重要信息，并將該信息傳遞到地面接收站，地面接收站會(huì)根據(jù)獲取的重要信息進(jìn)行判斷和分析，作出相關(guān)結(jié)論，從而實(shí)現(xiàn)了遙感技術(shù)的作用。如今，該技術(shù)處于不斷發(fā)展之中，也已經(jīng)在地面監(jiān)測(cè)和航天航空中具有重要作用，并且在農(nóng)業(yè)、環(huán)境、氣候等方面中也有了不同程度的發(fā)展和應(yīng)用，即為遙感技術(shù)的相關(guān)應(yīng)用。通過遙感技術(shù)的使用，能夠更加深入的挖掘出目標(biāo)的信息數(shù)據(jù)，這些信息數(shù)據(jù)能夠作為重要的參考依據(jù)作用于不同領(lǐng)域的決策中。遙感技術(shù)之所以能夠發(fā)揮重要作用，是因?yàn)樵跀?shù)據(jù)獲取方面能夠使用不同方式手段，而且還可以從多維度的方式精細(xì)化采集重要信息，其目標(biāo)的反映完整性和精確度自然就會(huì)很高。另外，遙感技術(shù)在數(shù)據(jù)獲取和處理速度上也比較快，正好符合當(dāng)前追求高效率的社會(huì)發(fā)展需求，所以遙感技術(shù)在很多領(lǐng)域中能夠具有較強(qiáng)的實(shí)用性。遙感技術(shù)處理信息的高效性主要體現(xiàn)在能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)自動(dòng)化處理，只需要按照相關(guān)程序進(jìn)行處理，不會(huì)涉及到人為因素的干擾，所以就會(huì)提高數(shù)據(jù)獲取和處理效率。最后，遙感技術(shù)會(huì)多次對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算和矯正，所以能夠提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。正因?yàn)檫b感技術(shù)的優(yōu)勢(shì)較多，所以其使用范圍在不斷擴(kuò)大。應(yīng)用于水利信息化中也能夠發(fā)揮一定的作用。

2、無人機(jī)的攝影測(cè)量技術(shù)解析

無人機(jī)的攝影測(cè)量技術(shù)按照技術(shù)迭代和發(fā)展階段可以分為模擬信號(hào)解析和數(shù)字信號(hào)解析兩種形式。模擬信號(hào)解析起源較早，根據(jù)攝影采集的現(xiàn)場(chǎng)圖片通過可見光的形式，由數(shù)據(jù)分析人員手工進(jìn)行 GPS 數(shù)值定位和地質(zhì)地理特征繪制，不僅工程效率低下，而且通過人工界定的方式容易造成測(cè)量數(shù)據(jù)產(chǎn)生較大程度的偏差，嚴(yán)重影響工程質(zhì)量，因此，現(xiàn)在模擬信號(hào)解析技術(shù)已逐步被工程行業(yè)所淘汰。而一九九二年在國際攝影測(cè)量大會(huì)上出現(xiàn)的數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量處理系統(tǒng)，直接把無人機(jī)的攝影測(cè)量技術(shù)從落后的模擬時(shí)代提升到了數(shù)字化時(shí)代。數(shù)字信號(hào)解析技術(shù)通過專用圖像識(shí)別軟件，對(duì)無人機(jī)采集的帶有 GPS 陣列信息的圖片，經(jīng)過圖片降噪、邊緣抗鋸齒和圖像增強(qiáng)等技術(shù)，對(duì)圖片進(jìn)行預(yù)處理，而后通過圖像識(shí)別軟件提取地質(zhì)地理關(guān)鍵圖形或像素，最后使用軟件拼接形成數(shù)字化正射投影圖像數(shù)據(jù)。數(shù)字信號(hào)解析技術(shù)不僅大大節(jié)約了人力成本和時(shí)間成本，還極大提高了測(cè)量數(shù)據(jù)精度及可靠性，是實(shí)現(xiàn)工程實(shí)現(xiàn)高效的重要基礎(chǔ)和保障。

3、攝影測(cè)量與遙感測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用

3.1繪制地圖

對(duì)無人機(jī)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信息加以分析建模，應(yīng)用三角測(cè)量系統(tǒng)構(gòu)建立體模型，將信息數(shù)據(jù)帶入，得到核線影像，對(duì)圖像進(jìn)行編輯，按照比例對(duì)結(jié)果加以確定。另外在數(shù)字地圖繪制的過程中還需要將一些細(xì)節(jié)部分放大標(biāo)注，然后進(jìn)行驗(yàn)證確保測(cè)量信息的準(zhǔn)確性，最后繪制相應(yīng)的數(shù)字地圖。

3.2無人機(jī)航線的規(guī)劃和試航

一方面，在進(jìn)行無人機(jī)的航線的規(guī)劃時(shí)應(yīng)首先按照工程測(cè)量繪圖的比例尺要求，明確地面分辨率。通常按照1：500比例尺分辨率小于等于5cm，1：1000比例尺分辨率小于等于10cm，1：2000比例尺分辨率小于等于20cm，1：5000比例尺分辨率小于等于25cm 的要求實(shí)施。另一方面，考慮到所選無人機(jī)的續(xù)航問題，以及無人機(jī)的航測(cè)相機(jī)窄相幅的特點(diǎn)，對(duì)于其航線的規(guī)劃應(yīng)遵循以下四點(diǎn)原則 ：航路與的對(duì)象走向統(tǒng)一原則 ;無人機(jī)分區(qū)高程差小于等于航高1/h 原則 ;航路直線原則 ;測(cè)量區(qū)域多分區(qū)原則 ;在完成無人機(jī)的航線的規(guī)劃后，還需要對(duì)無人機(jī)進(jìn)行場(chǎng)外試航，確保 GPS 設(shè)備和飛控單元狀態(tài)正常方可進(jìn)行后續(xù)步驟。

3.3遙感技術(shù)在工程建設(shè)中的應(yīng)用

INSAR 技術(shù)作為遙感技術(shù)在工程建設(shè)中運(yùn)用的代表，是近年來逐漸成熟的一種合成孔徑雷達(dá)干涉測(cè)量術(shù)，將傳統(tǒng)遙感測(cè)量與射電雷達(dá)干涉相結(jié)合，是多種高新科技的結(jié)合產(chǎn)物。該技術(shù)基本原理是利用天文射電雷達(dá)發(fā)射探測(cè)波，同時(shí)設(shè)置多個(gè)傳感器接受探測(cè)波與實(shí)地物體相接觸時(shí)的反射波，數(shù)字化后傳送至計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析計(jì)算生成數(shù)字圖像，根據(jù)多重干涉圖像分析計(jì)算結(jié)果，實(shí)地物體的細(xì)節(jié)及微小成像均可清楚呈現(xiàn)，作為后期工程開始時(shí)的重要參考。INSAR技術(shù)由于具有全方位測(cè)量，全天候測(cè)量等優(yōu)勢(shì)，受到外界因素影響對(duì)于測(cè)量結(jié)果改變不大，可作為工程測(cè)量中廣泛使用的技術(shù)全面參與城市工程建設(shè)。INSAR技術(shù)可全天性工作，獲得動(dòng)態(tài)測(cè)量結(jié)果，具有連續(xù)性空間覆蓋優(yōu)勢(shì)。通過INSAR技術(shù)可獲得工程建設(shè)進(jìn)行中的最新測(cè)量數(shù)據(jù)，對(duì)工程長(zhǎng)期進(jìn)行可起到連續(xù)的指導(dǎo)作用。

結(jié)語：

攝影測(cè)量與遙感技術(shù)在工程測(cè)量中的重要性逐漸顯現(xiàn)，填補(bǔ)了常規(guī)測(cè)量技術(shù)無法實(shí)現(xiàn)的技術(shù)空白，不僅僅是單方面的技術(shù)進(jìn)步，參與施工的專業(yè)技術(shù)人員對(duì)于工程測(cè)量有了進(jìn)一步地理解，思維更加開闊，必將為廣大技術(shù)人員高效完成工程工作提供強(qiáng)有力的保障。

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