無人機(jī)技術(shù)在測(cè)繪工程中的應(yīng)用與實(shí)踐

黨楊梅 趙成明 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院建筑工程系

1 前言

在工程測(cè)繪時(shí)，使用無人機(jī)技術(shù)對(duì)于整體的信息數(shù)據(jù)獲取有較大的影響?？傮w而言，該技術(shù)的優(yōu)勢(shì)更加明顯，不僅能夠提高測(cè)繪的準(zhǔn)確度和測(cè)量范圍，還能夠在惡劣的環(huán)境中使用，保證測(cè)量人員的安全，能夠?qū)y(cè)繪工程起到促進(jìn)的作用。

2 無人機(jī)技術(shù)的特點(diǎn)

2.1 運(yùn)行成本低，工作效率高

與其他方法相比，無人機(jī)的造價(jià)和后期維護(hù)成本低。各地區(qū)可以根據(jù)自己需要選擇相應(yīng)類別的無人機(jī)，對(duì)本轄區(qū)重點(diǎn)區(qū)域、氣候條件較惡劣的地區(qū)、高危地區(qū)等進(jìn)行監(jiān)測(cè)，從而顯著減少外界條件干擾帶來的人員傷亡的可能，提高工作人員的工作效率和準(zhǔn)確度。

2.2 監(jiān)測(cè)精度高

2.3 操作靈活，可以對(duì)建筑物進(jìn)行多角度監(jiān)測(cè)

無人機(jī)體積較小，重量較輕，飛行角度容易操控，可在險(xiǎn)峻地勢(shì)和各種水工建筑物之間穿梭，易獲取不同點(diǎn)位的圖像和視頻記錄。此外，無人機(jī)可以通過掛載不同角度攝像頭對(duì)水工建筑物進(jìn)行拍攝，為后期構(gòu)建高精度等比例水工模型和水工建筑物的病險(xiǎn)監(jiān)測(cè)提供有力的參考數(shù)據(jù)。

2.4 飛行易受低溫、大風(fēng)等天氣干擾

目前無人機(jī)多由電池供電，易受到外界低溫的影響，導(dǎo)致續(xù)航時(shí)間急速下降。因此，在日常使用中，應(yīng)注意外界天氣條件對(duì)無人機(jī)續(xù)航時(shí)間的影響。

此外，因無人機(jī)體積小、重量輕，易受大風(fēng)天氣干擾，導(dǎo)致無人機(jī)飛行不穩(wěn)定，增加人為操控難度。嚴(yán)重時(shí)易造成無人機(jī)失控，出現(xiàn)墜毀現(xiàn)象。

2.5 數(shù)據(jù)處理的特殊性

無人機(jī)執(zhí)行數(shù)據(jù)采集任務(wù)主要分為外業(yè)飛行和內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理工作。完整的數(shù)據(jù)采集工作是獲得高質(zhì)量數(shù)據(jù)的基本保證，因此無人機(jī)在操控時(shí)必須經(jīng)過培訓(xùn)后方可上崗。此外，無人機(jī)執(zhí)行任務(wù)后獲得數(shù)據(jù)量較大，對(duì)相關(guān)軟件和技術(shù)人員要求高，尤其是建筑物的病害分析，均需要大量的科研準(zhǔn)備工作才可以正常進(jìn)行。

3 測(cè)繪工程主要測(cè)量內(nèi)容概述

3.1 地形測(cè)量

測(cè)繪人員在開展地形測(cè)量工作過程中，必須確保所測(cè)量地圖上的各個(gè)尺寸數(shù)據(jù)與實(shí)際地形數(shù)值相吻合。此外，由于我國國土面積遼闊，各個(gè)區(qū)域的地形特征有著較大區(qū)別，因此在進(jìn)行地形測(cè)量時(shí)，當(dāng)遇見大范圍的樹林或者草地等時(shí)，測(cè)繪人員不能簡單地運(yùn)用自動(dòng)填充符號(hào)來表示，而應(yīng)當(dāng)于散列式的方式以不同的植被符號(hào)來展現(xiàn)。

在開展測(cè)繪工作時(shí)，測(cè)量人員應(yīng)當(dāng)確保所有區(qū)域中各種地形數(shù)據(jù)測(cè)量的精準(zhǔn)性，同時(shí)測(cè)量數(shù)據(jù)的末尾兩位數(shù)來進(jìn)行標(biāo)識(shí)。在開展山嶺、巖石等區(qū)域的測(cè)繪工作時(shí)，測(cè)量人員應(yīng)當(dāng)對(duì)整個(gè)區(qū)域進(jìn)行測(cè)量，并確保測(cè)量數(shù)據(jù)與實(shí)際地形數(shù)據(jù)相一致，保證測(cè)繪工作的有序開展。

此外，測(cè)量人員在進(jìn)行測(cè)繪工作過程中，還需要不斷反思和審視測(cè)繪好的地形圖，從中發(fā)現(xiàn)測(cè)量中的問題以及未完善的地方等，從而第一時(shí)間調(diào)整測(cè)量方法，保證測(cè)繪工作具有較高的品質(zhì)。

親友源源不斷地到來，桃花和梨花機(jī)械地干號(hào)，一波又一波。來得最晚的是三舅家，因?yàn)樨毨г缒耆思揖瓦w去了東沙圍墾地，趕過來有八十多里路，到時(shí)天都黑了，晚飯也過了，人們已聚在涼棚下打牌、聊天；桃花和梨花傻呆呆地守著靈，突然聽到有人喊：“三娘舅來啦！”桃花和梨花先是一愣，隨即又干號(hào)起來，聲音啞啞的。

3.2 地形測(cè)繪

在開展地形測(cè)繪工作過程中，工作人員不僅要生成等高線，同時(shí)還需要完成全面地形數(shù)據(jù)的標(biāo)記工作。與此同時(shí)，工作人員在進(jìn)行工程測(cè)量測(cè)繪的過程中，還應(yīng)當(dāng)全面掌握等高線以及地圖中包含的所有點(diǎn)信息，確保測(cè)繪工作能夠保質(zhì)保量完成，并發(fā)揮等高線在測(cè)繪工程中的優(yōu)勢(shì)。

為了獲取完整的工程測(cè)量地圖，工作人員在進(jìn)行測(cè)繪工作中應(yīng)當(dāng)要詳細(xì)標(biāo)注不同點(diǎn)的特征及其相關(guān)數(shù)值，同時(shí)將所有的測(cè)繪數(shù)據(jù)與完整性的地圖都發(fā)送給工程測(cè)量負(fù)責(zé)人員。針對(duì)不同地方的地理位置及其特征的不同，工作人員需要使用相對(duì)應(yīng)的線段與控制點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)識(shí)。在全部工作結(jié)束之后，工作人員還應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步核查，保證地圖上所有的表示點(diǎn)與線段均準(zhǔn)確無誤。

4 無人機(jī)技術(shù)在測(cè)繪工程中的應(yīng)用與實(shí)踐

4.1 影像資料的采集

無人機(jī)技術(shù)在工程測(cè)繪測(cè)量時(shí)，需要保證各個(gè)模塊之間有效配合，并根據(jù)實(shí)際工作的需要，科學(xué)合理地調(diào)整合旋偏角與相關(guān)像幅，從而更精確地獲取區(qū)域內(nèi)的資料和數(shù)據(jù)信息，保證測(cè)繪測(cè)量的精準(zhǔn)度。

其在應(yīng)用的過程當(dāng)中，還需要對(duì)拍攝的流程進(jìn)行合理的優(yōu)化和改進(jìn)，以提高工程測(cè)繪測(cè)量的效果，保證所獲取的資料信息及相關(guān)數(shù)據(jù)的真實(shí)可靠性。

4.2 數(shù)據(jù)的測(cè)繪

該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用能夠通過自動(dòng)化的手段采集和獲取所需要的相關(guān)資料信息，且數(shù)據(jù)信息的質(zhì)量比較高，準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性比較強(qiáng)。通過利用無人機(jī)技術(shù)，還可以對(duì)獲取到的資料信息進(jìn)行高效化的分析，及時(shí)地清除價(jià)值密度低的信息，使獲得的資料信息更能滿足實(shí)際的需求。

通過對(duì)所獲取到的資料信息進(jìn)行深層次的分析和整理，根據(jù)數(shù)據(jù)信息的內(nèi)在聯(lián)系，對(duì)其進(jìn)行科學(xué)合理的重組和排列，有助于提高數(shù)據(jù)信息的連貫性。該技術(shù)在工程測(cè)繪測(cè)量中的應(yīng)用，還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)航線信息的采集，幫助相關(guān)人員科學(xué)的調(diào)整無人機(jī)的運(yùn)行，進(jìn)而獲取自己想要的數(shù)據(jù)信息。

4.3 城市規(guī)劃中的使用

在對(duì)城市進(jìn)行規(guī)劃時(shí)，需要使用無人機(jī)技術(shù)對(duì)整體城市的信息和數(shù)據(jù)進(jìn)行探測(cè)和獲取。

首先，應(yīng)對(duì)測(cè)繪的區(qū)域進(jìn)行像控布設(shè)。一般而言，在進(jìn)行像控布設(shè)時(shí)，需要設(shè)置正方形網(wǎng)格，并設(shè)置像控點(diǎn)。像控點(diǎn)的數(shù)量和精度對(duì)于航測(cè)的數(shù)據(jù)精確度有較大的影響。因此，在實(shí)際的測(cè)繪時(shí)，應(yīng)根據(jù)無人機(jī)的翼型和測(cè)量的范圍來對(duì)像控點(diǎn)數(shù)量進(jìn)行設(shè)置。在進(jìn)行設(shè)置時(shí)，應(yīng)保證誤差在允許的范圍內(nèi)，提高測(cè)繪的準(zhǔn)確度。

其次，規(guī)劃航線和區(qū)域。在對(duì)城市進(jìn)行規(guī)劃時(shí)，應(yīng)該明確想要測(cè)量的區(qū)域，以及測(cè)繪的重點(diǎn)區(qū)域，根據(jù)實(shí)際的需求和無人機(jī)飛行的特點(diǎn)等來對(duì)飛行航線進(jìn)行測(cè)量，使其測(cè)繪的結(jié)果滿足測(cè)繪單位的實(shí)際需求。

另外，無人機(jī)在飛行過程中，會(huì)受到風(fēng)速和溫度的影響，風(fēng)速過大會(huì)降低無人機(jī)的測(cè)繪精準(zhǔn)度。因此，應(yīng)對(duì)不同的測(cè)繪區(qū)域進(jìn)行劃分，根據(jù)分類標(biāo)準(zhǔn)來對(duì)無人機(jī)的高度進(jìn)行調(diào)整，以此獲得更合理的測(cè)繪結(jié)果。

最后，處理影像數(shù)據(jù)。由于無人機(jī)中安裝的照相機(jī)在對(duì)環(huán)境進(jìn)行拍攝時(shí)，可能會(huì)受到光的影響，導(dǎo)致圖像中存在光學(xué)畸變的現(xiàn)象，使得實(shí)際的測(cè)量數(shù)值和圖像不符合，出現(xiàn)一定的誤差。

在對(duì)城市進(jìn)行拍攝時(shí)，需要對(duì)拍攝角度和拍攝空間等進(jìn)行合理的設(shè)置，通過后期的數(shù)據(jù)處理，對(duì)圖像進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換，并使用有關(guān)的幾何模型等對(duì)圖像進(jìn)行校正。根據(jù)不同圖像之間的關(guān)系進(jìn)行交互式處理，識(shí)別圖片中的影像，并快速地進(jìn)行拼接，提高整體圖像處理的質(zhì)量和整體圖像的精確度與完整度。

4.4 礦山測(cè)量

為了最大程度降低礦山開采對(duì)附近環(huán)境產(chǎn)生的破壞，必須加強(qiáng)對(duì)礦山的測(cè)繪與測(cè)量，確?；诳茖W(xué)合理的數(shù)據(jù)來改善礦山資源的開發(fā)效率。通過無人機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，能夠準(zhǔn)確獲取各項(xiàng)數(shù)據(jù)及相關(guān)遙感影像資料等，在不破壞礦山資源的前提下，提高礦山資源的開采質(zhì)量與效率。

另外，礦山開采工作本身具有十分大的危險(xiǎn)性，當(dāng)工作人員在沒有全面掌握礦山內(nèi)部以及外部各項(xiàng)數(shù)據(jù)的背景下，就貿(mào)然開展礦山開采工作，必然會(huì)存在較大的安全隱患，可能會(huì)威脅到工作人員的生命安全。

為此，在進(jìn)行礦山開采前必須對(duì)礦山開展測(cè)量工作，在傳統(tǒng)礦山測(cè)量過程中，需要工作人員攜帶專業(yè)的測(cè)量設(shè)備和儀器到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行勘察，然而由于礦山地勢(shì)險(xiǎn)峻，一些體型較大、重量較重的測(cè)量設(shè)備和儀器無法進(jìn)入到測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)，導(dǎo)致許多測(cè)量工作無法順利進(jìn)行。無人機(jī)技術(shù)的應(yīng)用能夠很好地解決這樣的問題，確保礦山測(cè)量工作的穩(wěn)定有序進(jìn)行。

5 無人機(jī)技術(shù)在測(cè)繪工程中的應(yīng)用方法

為充分發(fā)揮無人機(jī)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)和作用，需要準(zhǔn)確地把握其應(yīng)用方法，并不斷地進(jìn)行改進(jìn)。

（1）精心布設(shè)測(cè)量網(wǎng)。根據(jù)工程測(cè)繪測(cè)量的實(shí)際需求，利用該技術(shù)精心地布局和設(shè)置測(cè)量網(wǎng)，提高測(cè)量的精確度，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)工程項(xiàng)目的全方位監(jiān)測(cè)，以便及時(shí)地發(fā)現(xiàn)地基開裂、梁體結(jié)構(gòu)變形等工程質(zhì)量問題，也方便在工程項(xiàng)目出現(xiàn)變更的時(shí)候，及時(shí)地獲取相關(guān)的資料數(shù)據(jù)信息，從而為施工方案的調(diào)整提供重要依據(jù)。

（2）促進(jìn)無人機(jī)技術(shù)與現(xiàn)代信息技術(shù)的有效結(jié)合。通過這二者的結(jié)合，使無人機(jī)技術(shù)在復(fù)雜工程項(xiàng)目中的測(cè)量能發(fā)揮高效作用，全面地收集工程相關(guān)資料信息，并對(duì)這些數(shù)據(jù)信息進(jìn)行整理和分析，繪制完整的工程圖紙。

（3）優(yōu)化實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)繪法的應(yīng)用方案。在實(shí)踐過程當(dāng)中，實(shí)現(xiàn)對(duì)工程項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，及時(shí)獲取和整理相關(guān)數(shù)據(jù)信息，從而為核對(duì)和修改施工圖紙、優(yōu)化和完善施工方案提供依據(jù)和參考。

6 結(jié)束語

無人機(jī)技術(shù)在測(cè)繪工程中發(fā)揮了重要的作用，具有擴(kuò)大測(cè)量范圍、提升地形測(cè)量安全性以及縮減測(cè)繪成本費(fèi)用的優(yōu)勢(shì)，能夠很好地應(yīng)用到海岸線測(cè)量、城市規(guī)劃測(cè)量以及礦山測(cè)量等領(lǐng)域中。在實(shí)際應(yīng)用過程中，必須緊密聯(lián)系實(shí)際施工條件，遵照施工流程及要求，完成測(cè)繪數(shù)據(jù)的歸納與分析工作，確保無人機(jī)技術(shù)在測(cè)繪工程中發(fā)揮更大的價(jià)值。