無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)在測(cè)繪工程測(cè)量中的應(yīng)用實(shí)踐

侯望林　袁彬貴

摘 要：隨著時(shí)代的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步，科學(xué)技術(shù)取得迅猛發(fā)展，尤其是在改革開(kāi)放以來(lái)，國(guó)家各行各業(yè)都加大了投資建設(shè)力度。測(cè)繪工程作為我國(guó)工程行業(yè)的一項(xiàng)基礎(chǔ)工程，也緊跟時(shí)代步伐，向著高、精、尖方向邁進(jìn)。在測(cè)繪工程中，無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)發(fā)揮著舉足輕重的作用，是測(cè)繪工程在運(yùn)用新興科學(xué)技術(shù)方面的重要體現(xiàn)。無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)主要指通過(guò)無(wú)人駕駛的飛行器實(shí)現(xiàn)在空中對(duì)地面空間信息的精準(zhǔn)測(cè)量，并通過(guò)信息遠(yuǎn)傳等技術(shù)將測(cè)量的內(nèi)容高效、準(zhǔn)確地傳回地面，便于及時(shí)接收和整理歸納，完成了之前需要花費(fèi)數(shù)倍力量、資源的工作，節(jié)約了大量的人力、物力資源，對(duì)推動(dòng)我國(guó)測(cè)繪工程的發(fā)展起到了積極作用。文章闡述了無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)，具體分析了無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)應(yīng)用于我國(guó)測(cè)繪工程測(cè)量工作的優(yōu)勢(shì)與特點(diǎn)，并著重對(duì)如何更好地應(yīng)用無(wú)人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)展開(kāi)了深入探究，以供參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：測(cè)繪工程;無(wú)人機(jī)遙感技術(shù);實(shí)踐及應(yīng)用探究

中圖分類(lèi)號(hào)：TP79;P23 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-1064（2022）03--03

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2022.03.043

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，工程建設(shè)的需求量逐漸增加，對(duì)測(cè)繪精準(zhǔn)度的要求越來(lái)越高。在互聯(lián)網(wǎng)以及5G、6G技術(shù)不斷推陳出新的進(jìn)程中，工程測(cè)繪的技術(shù)攻關(guān)也在不斷創(chuàng)新，無(wú)人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)就在這樣的時(shí)代背景下應(yīng)運(yùn)而生。

無(wú)人機(jī)技術(shù)替代了人工技術(shù)進(jìn)行測(cè)試，同時(shí)因其飛行高度較高，可以完成自然條件非常復(fù)雜的地形測(cè)繪工作，降低了自然環(huán)境因素對(duì)工程測(cè)量的限制，對(duì)地面空間信息的測(cè)量可以更加全面、精準(zhǔn)，避免了人工測(cè)量時(shí)因?yàn)榻嵌?、地形等?wèn)題帶來(lái)的困擾。因此，無(wú)人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)從誕生起就具有先天優(yōu)勢(shì)，而且正因?yàn)檫@些優(yōu)勢(shì)，使其成為我國(guó)測(cè)繪技術(shù)和測(cè)繪行業(yè)研究和發(fā)展的新機(jī)遇與新方向。

文章著重闡述了無(wú)人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)的特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步探索，剖析無(wú)人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用，爭(zhēng)取早日解決無(wú)人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)在工程測(cè)繪中遇到的相關(guān)問(wèn)題，為測(cè)繪行業(yè)發(fā)展提供保障。

1 無(wú)人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

無(wú)人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)也被稱(chēng)為無(wú)人機(jī)航測(cè)遙感技術(shù)，航測(cè)特指在天空航行過(guò)程中測(cè)量地面工程信息，主要通過(guò)遙控駕駛飛行器搭載先進(jìn)的通信技術(shù)、飛行控制技術(shù)、傳感器技術(shù)以及GPS定位技術(shù)，自動(dòng)生成地面資源以及環(huán)境的圖像信息，并將收集到的數(shù)據(jù)自行分析、拆解，形成模型[1]。這項(xiàng)測(cè)繪技術(shù)雖然發(fā)展時(shí)間很短，但是經(jīng)過(guò)了多次改革創(chuàng)新，憑借著其獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，以非常快的速度在測(cè)繪工程行業(yè)普及。

由于這項(xiàng)測(cè)繪技術(shù)主要使用無(wú)人航天器即無(wú)人機(jī)，對(duì)無(wú)人機(jī)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起到了促進(jìn)作用。作為我國(guó)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的主要原動(dòng)力，二者的完美結(jié)合將這一優(yōu)勢(shì)更加充分地發(fā)揮出來(lái)，為無(wú)人機(jī)行業(yè)的發(fā)展以及測(cè)繪工程的主要攻關(guān)項(xiàng)目起到了良好的指引作用[2]。

2 無(wú)人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

2.1 設(shè)備操作簡(jiǎn)單靈活

無(wú)人機(jī)主要通過(guò)遙控器控制，站在地面便可以靈活控制無(wú)人機(jī)，不需要駕駛員親自駕駛，不需要專(zhuān)門(mén)的場(chǎng)地，可以利用多種方式在不同地點(diǎn)起飛和降落，快速到達(dá)目的地。完成測(cè)量任務(wù)后，可以利用滑行的方式回收，節(jié)約了人力成本。

同時(shí)，也不需要特別大型的無(wú)人機(jī)，只需要攜帶必要的信息收集系統(tǒng)便可完成主要工作，設(shè)備重量不斷降低，提高了無(wú)人機(jī)飛行的靈活性，有利于測(cè)量工作的進(jìn)行。在飛行前，應(yīng)設(shè)置無(wú)人機(jī)的飛行路線，并不斷根據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)校正，得到的測(cè)量結(jié)果也更加準(zhǔn)確，極大地降低了操作難度。

2.2 成本相對(duì)較低

相較于傳統(tǒng)的飛機(jī)航拍，無(wú)人機(jī)極大地節(jié)省了人力、物力費(fèi)用，無(wú)人機(jī)設(shè)備輕巧，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用成本比傳統(tǒng)的飛機(jī)要低很多。此外，駕駛無(wú)人機(jī)不需要空中飛行員，極大地減少了飛行員的培養(yǎng)費(fèi)用[3]。

無(wú)人機(jī)由碳纖維復(fù)合材料制成，其后期保養(yǎng)相對(duì)容易，成本也會(huì)低很多，只需要提供設(shè)備折舊費(fèi)和控制人員工資即可。使用無(wú)人機(jī)技術(shù)降低了數(shù)據(jù)信息的處理成本，其拍攝的影像分辨率較高，對(duì)復(fù)雜數(shù)據(jù)的測(cè)繪處理非?？焖?，十分高效。

同時(shí)，無(wú)人機(jī)還可以對(duì)不同區(qū)域、不同高度、不同范圍進(jìn)行多駕駛、無(wú)漏洞檢測(cè)，在成本有限的條件下充分發(fā)揮作用。

3 無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)在測(cè)繪工程測(cè)量中的實(shí)踐應(yīng)用

3.1 獲取測(cè)繪所需影像信息

在測(cè)繪工程測(cè)量工作中應(yīng)用無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)，測(cè)繪人員首先要充分了解被測(cè)區(qū)域具體狀況，結(jié)合相關(guān)參數(shù)和信息，恰當(dāng)、合理地選取設(shè)備平臺(tái)，科學(xué)設(shè)計(jì)無(wú)人機(jī)的實(shí)際飛行路線。在實(shí)際飛行期間，有可能出現(xiàn)一定幅度的偏差或者較大偏角。

實(shí)際測(cè)量過(guò)程中，除了獲取必要的信息和數(shù)據(jù)，還要拍攝相關(guān)測(cè)量區(qū)域的清晰圖片，促使后續(xù)通過(guò)合理處理得到三維影像效果，為后續(xù)測(cè)量結(jié)果分析工作提供有效參考和依據(jù)。為彌補(bǔ)拍攝中出現(xiàn)的漏洞，可以合理應(yīng)用空中三角測(cè)量技術(shù)，進(jìn)一步修復(fù)與糾正測(cè)量過(guò)程[4]。

3.2 測(cè)繪數(shù)據(jù)的采集

實(shí)際無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)的應(yīng)用，可以讓測(cè)繪數(shù)據(jù)的采集變得更加全面，但在此過(guò)程中，人們要對(duì)測(cè)量要點(diǎn)和注意事項(xiàng)給予高度重視。

在獲取實(shí)際測(cè)繪資料等內(nèi)容方面，常見(jiàn)的采集方式主要包括手動(dòng)數(shù)據(jù)采集和自動(dòng)加密數(shù)據(jù)采集。應(yīng)用自動(dòng)加密數(shù)據(jù)采集技術(shù)的過(guò)程中，要借助拍攝設(shè)備和傳感器，將采集到的信息保存于具體裝置內(nèi)部，此項(xiàng)操作需要人們獲取內(nèi)部存儲(chǔ)和訪問(wèn)權(quán)限，并將實(shí)際情況與數(shù)據(jù)信息相結(jié)合。

人們獲取到最佳數(shù)據(jù)資料后，還要進(jìn)行二次檢測(cè)，確保將數(shù)據(jù)的全面性和準(zhǔn)確性特點(diǎn)展示出來(lái)，使數(shù)據(jù)更加真實(shí)、可靠。

3.3 測(cè)量地表環(huán)境，預(yù)防地質(zhì)災(zāi)害

通過(guò)測(cè)量地表環(huán)境，及時(shí)發(fā)現(xiàn)地表變形，預(yù)防或及時(shí)應(yīng)對(duì)地質(zhì)災(zāi)害，降低地質(zhì)災(zāi)害的影響程度。顧名思義，地表變形是地球表面形狀發(fā)生變化導(dǎo)致的自然災(zāi)害，這一類(lèi)災(zāi)害在多數(shù)情況下都與人類(lèi)對(duì)土壤資源的破壞和不合理開(kāi)發(fā)有關(guān)，人們?cè)诮ㄔO(shè)地鐵時(shí)將地面以下土壤掏空就是地表變形的巨大隱患之一，在沒(méi)有足夠硬度的材料支撐時(shí)，就容易出現(xiàn)地表塌陷、地表裂縫或者地表下沉的情況[5]。

地質(zhì)災(zāi)害主要指在自然或者人為因素的影響下，由于環(huán)境破壞給人們的生命財(cái)產(chǎn)安全造成損失的災(zāi)害，包括但不限于地震、泥石流滑坡、塌陷、海嘯等，這些災(zāi)害都具有發(fā)生突然、時(shí)間短暫、破壞力極強(qiáng)、難以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)等特點(diǎn)。因?yàn)榭茖W(xué)技術(shù)水平有限，即使能夠預(yù)測(cè)，也不能準(zhǔn)確測(cè)出發(fā)生時(shí)間，且沒(méi)有給人們留出足夠的反應(yīng)時(shí)間，如果出現(xiàn)延時(shí)，將造成不可挽回的后果。因此，利用無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)及時(shí)測(cè)繪地面地形，有利于早日發(fā)現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害前兆，將損失程度降到最低[6]。

3.4 提高城市管理水平

現(xiàn)階段，我國(guó)正處在蓬勃發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期，各行各業(yè)繁榮發(fā)展的背后都離不開(kāi)大數(shù)據(jù)的支撐。無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)通過(guò)快速測(cè)繪，快速收集城市建設(shè)過(guò)程中用到的地形、地質(zhì)數(shù)據(jù)。隨之而來(lái)的是，在各行各業(yè)快速發(fā)展的同時(shí)，各種信息數(shù)據(jù)的產(chǎn)生數(shù)量也變得極為龐大，人為測(cè)量后再進(jìn)行數(shù)據(jù)分析的工作量極大，對(duì)城市建設(shè)發(fā)展進(jìn)程造成了一定的影響，尤其是許多人口數(shù)量多的城市，或者是發(fā)展速度、發(fā)展步伐比較快的一線城市，甚至是新一線城市，對(duì)數(shù)據(jù)收集、處理能力的要求，都有著非常高的標(biāo)準(zhǔn)，因此，無(wú)人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用就顯得極為重要。

同樣，在這些城市中，政府管理部門(mén)為了更好地對(duì)各行各業(yè)實(shí)施管理并給予決策支持，必須具有更加高級(jí)、更加先進(jìn)的數(shù)據(jù)收集、處理能力。無(wú)人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)以極低的成本為城市發(fā)展搭建了數(shù)據(jù)收集和處理的平臺(tái)，為政府管理層和各個(gè)部門(mén)提供了數(shù)據(jù)處理支持。

“事實(shí)勝于雄辯”，一個(gè)管理者或者一個(gè)管理部門(mén)都要以事實(shí)為依據(jù)，以數(shù)據(jù)顯示為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行決策和管理，從而提高政府的工作效率和科學(xué)的決策能力[7]。各個(gè)城市的各級(jí)政府及相關(guān)部門(mén)進(jìn)行精準(zhǔn)治理，通過(guò)多方協(xié)作，實(shí)現(xiàn)社會(huì)治理的新模式。政府的行政管理承擔(dān)著黨和國(guó)家決策部署的重要作用，各級(jí)政府通過(guò)遵守執(zhí)行國(guó)家的相關(guān)政策措施，管理社會(huì)事務(wù)，服務(wù)人民群眾，推動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展。同時(shí)，為上級(jí)政府提供框架體系，具體做法還需要當(dāng)?shù)卣鶕?jù)實(shí)際情況執(zhí)行。實(shí)際情況的主要依據(jù)就是數(shù)據(jù)的收集、處理能力，無(wú)人機(jī)測(cè)繪模式的運(yùn)行對(duì)政府治理的現(xiàn)代化進(jìn)程起到重要作用。政府治理的現(xiàn)代化也是國(guó)家治理現(xiàn)代化的重要表現(xiàn)和關(guān)鍵環(huán)節(jié)，使用無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)測(cè)繪勘察，不僅能夠?qū)Τ鞘泄芾砥鸬街匾饔?，而且能夠?yàn)閷?shí)現(xiàn)國(guó)家治理現(xiàn)代化作出重要貢獻(xiàn)。

3.5 助力交通發(fā)展

當(dāng)個(gè)人駕車(chē)出行時(shí)，車(chē)上的導(dǎo)航系統(tǒng)、并線識(shí)別系統(tǒng)、駕車(chē)輔助系統(tǒng)等全部根據(jù)數(shù)據(jù)處理分析，實(shí)現(xiàn)快速識(shí)別與智慧駕駛，給人們的出行提供了極大的便利。交通路況信息的收集離不開(kāi)無(wú)人機(jī)的功勞，無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)的應(yīng)用可以快速測(cè)繪、更新具體路況[8]。在出行時(shí)，通過(guò)處理無(wú)人機(jī)測(cè)繪的數(shù)據(jù)，可以算出具體城市、具體街道的車(chē)流量，深入分析何時(shí)進(jìn)入早高峰、何時(shí)進(jìn)入晚高峰等特點(diǎn)，幫助人們更好地規(guī)劃出行路線，并且依據(jù)城市的交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)獲得交通信息，從而更好地為交通運(yùn)輸、物流快遞等行業(yè)的發(fā)展提供助力。

隨著無(wú)人機(jī)數(shù)據(jù)收集功能的日趨完善，其在為用戶提供服務(wù)內(nèi)容方面越來(lái)越精準(zhǔn)，依靠交通路網(wǎng)動(dòng)態(tài)分析，為用戶提供實(shí)時(shí)出行方案，不斷提高交通運(yùn)行效率。根據(jù)感知器在互聯(lián)網(wǎng)方面的應(yīng)用，可以實(shí)時(shí)分析復(fù)雜天氣事故和各種突發(fā)事件，使得交通管理部門(mén)掌握更多交通狀況，并及時(shí)作出反應(yīng)。

現(xiàn)階段，交通執(zhí)法方式日趨智能化，人工執(zhí)法方式越來(lái)越少，簡(jiǎn)單的貼條動(dòng)作已經(jīng)被無(wú)人機(jī)航拍影像數(shù)據(jù)分析、自動(dòng)執(zhí)法處理所取代，交通執(zhí)法變成事后的非現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)法，交通主管部門(mén)根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)情況作出科學(xué)決策。政府管理部門(mén)也可根據(jù)交通部門(mén)決策的計(jì)劃安排，最典型的是城市限外地牌照這件事情，專(zhuān)業(yè)機(jī)構(gòu)即可通過(guò)數(shù)據(jù)分析破解城市道路擁堵的癥結(jié)，為城市交通發(fā)展提供便利，為實(shí)現(xiàn)政府決策智慧化和加快城市建設(shè)提供良好條件[9]。

3.6 推動(dòng)消防安全工作發(fā)展

消防安全是全國(guó)人民都非常關(guān)注且需要全民參與的工作，是關(guān)系國(guó)計(jì)民生的重大問(wèn)題。消防救援工作主要是搶救火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)等緊急情況，因此，消防救援工作的安全危險(xiǎn)系數(shù)非常高。近年來(lái)，全國(guó)消防安全宣傳教育日的主題基本上都是圍繞“牢牢抓住火災(zāi)防控工作中人這一根本因素”，發(fā)動(dòng)全社會(huì)關(guān)注消防安全，學(xué)習(xí)消防知識(shí)，參與消防工作的。

眾所周知，“以人為本”一直是國(guó)家的一項(xiàng)重大戰(zhàn)略方向和宗旨，消防安全工作中更要關(guān)注人的安全因素，在很多場(chǎng)合、很多戰(zhàn)線以及國(guó)家重點(diǎn)企業(yè)貫徹的工作方針都是當(dāng)有發(fā)生火災(zāi)、爆炸等危險(xiǎn)情況時(shí)，以保證人的生命安全為宗旨，因此，無(wú)人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)在消防救援工作中發(fā)揮的作用也越來(lái)越突出。通過(guò)應(yīng)用無(wú)人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)，可以及早發(fā)現(xiàn)火情，在火勢(shì)沒(méi)有蔓延時(shí)盡早發(fā)現(xiàn)、盡早救援，將人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失降到最低。

例如，在撲救四川涼山森林大火的過(guò)程中，在火勢(shì)旺盛、消防救援人員無(wú)法靠近的時(shí)候，通過(guò)應(yīng)用無(wú)人遙感測(cè)繪技術(shù)，尋找森林中被困人員，全面了解人員遇險(xiǎn)情況。同時(shí)，通過(guò)無(wú)人機(jī)降雨進(jìn)行滅火救援，測(cè)繪火勢(shì)走向以及判斷火勢(shì)是否存在進(jìn)一步蔓延的可能，可以說(shuō)，無(wú)人機(jī)的遙感測(cè)繪功能正在被廣泛應(yīng)用于消防安全工作中，并發(fā)揮了不可忽視的作用。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展步伐逐漸加快，各種新興技術(shù)不斷應(yīng)運(yùn)而生。在測(cè)繪工程中，無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)主要指通過(guò)無(wú)人駕駛的飛行器實(shí)現(xiàn)在空中對(duì)地面空間信息的精準(zhǔn)測(cè)量，并通過(guò)信息遠(yuǎn)傳等技術(shù)將測(cè)量的內(nèi)容高效、準(zhǔn)確地傳回地面，便于及時(shí)接收和整理歸納，是測(cè)繪工程在運(yùn)用新興科學(xué)技術(shù)方面的重要體現(xiàn)，彌補(bǔ)了之前因人工測(cè)試出現(xiàn)的漏洞和不足，在提高測(cè)繪效率的同時(shí)降低了測(cè)繪工程的成本，保證測(cè)繪結(jié)果準(zhǔn)確性和真實(shí)性，無(wú)疑為工程測(cè)繪工作提供了極大的便利，對(duì)測(cè)繪工程的發(fā)展起到良好的推動(dòng)作用。

由此可見(jiàn)，在今后的測(cè)繪工程測(cè)量中，更加應(yīng)該積極地嘗試應(yīng)用無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)，逐步提高測(cè)繪工程的工作質(zhì)量，從而更好地推動(dòng)測(cè)繪工程的發(fā)展。

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