龔 瓊 張常有
(玉溪云玉測繪有限公司,云南玉溪653100)
無人機遙感測繪技術(shù)是遙感科技中綜合優(yōu)勢比較突出的一種方式,能夠彌補傳統(tǒng)衛(wèi)星遙感和普通航空器遙感技術(shù)成本高、效率低、靈活性不足、安全無法保障等問題,具有很強的應(yīng)用價值和廣闊的市場前景。本文將結(jié)合無人機遙感測繪技術(shù)在工程測繪中的應(yīng)用現(xiàn)狀來分析其技術(shù)特點,展現(xiàn)其技術(shù)優(yōu)勢。
無人機遙感測繪是技術(shù)人員通過導(dǎo)航系統(tǒng)控制無人駕駛飛行器,在一定高度實現(xiàn)定點懸停、自主航線飛行等狀態(tài),然后通過飛行器裝載的遙感測繪相關(guān)技術(shù)設(shè)備,對需要勘測的地面空間進行自動高效、智能快捷地獲取測繪數(shù)據(jù)的采集技術(shù)。數(shù)據(jù)采集后要將這些數(shù)據(jù)及時傳輸?shù)皆瓶臻g儲存,然后在智能分析系統(tǒng)中進行數(shù)據(jù)處理,進而提煉出能夠指導(dǎo)現(xiàn)實工作的相關(guān)客觀規(guī)律性依據(jù)。
無人機遙感測繪技術(shù)是材料學(xué)、航天學(xué)、物聯(lián)網(wǎng)、信息技術(shù)處理等學(xué)科知識高度融合的產(chǎn)物,是代表一個國家工業(yè)現(xiàn)代化水平的典型,成為各個國家競相追逐的熱門技術(shù)項目,而中國目前在此領(lǐng)域中的技術(shù)實力具備了領(lǐng)先優(yōu)勢,已經(jīng)在農(nóng)業(yè)農(nóng)藥噴灑、地理空間勘探、無人機軍事打擊、工程遙感測繪等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。
⑴無人機遙感測繪相比人工測繪,其一次性監(jiān)測的范圍更大,利用GPD導(dǎo)航系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確定位需要測繪的范圍,利用高空遙感攝像頭能夠快速成像,而且遙感覆蓋的地面范圍越大,其工程測繪的空間伸縮性就越大,越有利于提高其獲取數(shù)據(jù)的精確性。
⑵無人機操作簡單易學(xué),能夠持續(xù)作業(yè),不斷為工程提供監(jiān)測數(shù)據(jù),及時發(fā)現(xiàn)工程施工中存在的問題。隨著我國無人機制作工業(yè)的成熟,流水線式的產(chǎn)品生產(chǎn)線大大降低了單價成本,相較于人工測繪和其他航拍測繪技術(shù),其科技含量更高,實用性更強,省時省力,大大提高了生產(chǎn)效率。
⑶隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的成熟,無人機遙感測繪的數(shù)據(jù)能夠同步傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)之中,只需要將數(shù)據(jù)自動套用到分析模式中,便能自動得出精準(zhǔn)的結(jié)論,操作人員經(jīng)過簡單的培訓(xùn)便可熟練操控這些系統(tǒng)。另外,無人機遙感測繪技術(shù)的兼容性很強,能夠同時完成附帶的其他任務(wù),比如全景拍攝、地貌勘測等等,其獲取的數(shù)據(jù)也可以共享給其他領(lǐng)域進行分析。
⑴無人機體重較輕,導(dǎo)致在飛行中不能穩(wěn)定機身,特別容易受到氣流的影響,使無人機出現(xiàn)顛簸的狀況,不利于測繪工作順利完成。
⑵無人機受工作環(huán)境和天氣影響較大,不適合在大霧、大風(fēng)、大雨天氣工作。一方面,不利于操作人員控制無人機,不能讓無人機精確定位工程測繪范圍;另一方面,外力會干擾無人機的正常作業(yè),如大風(fēng)會影響無人機的飛行平衡,大雨會讓無人機的電子零部件出現(xiàn)故障。同時,無人機形狀酷似飛鳥,也可能會遭遇類似老鷹、烏鴉等猛禽的襲擊。
⑶無人機一般都是電池提供動力進行飛行,其運載能力有限,而且飛行高度也有限制,這就使傳感器的使用是有限度的,不能進行更大比尺的測繪。另外,無人機測繪技術(shù)在數(shù)據(jù)的采集和傳輸方面需要無線通訊技術(shù),而在一些山區(qū)或偏遠地區(qū)受制于無線信號覆蓋不足或不夠穩(wěn)定,會大大影響測繪數(shù)據(jù)的傳輸效率。
傳統(tǒng)的工程測繪主要是技術(shù)人員依靠相關(guān)工具設(shè)備露天作業(yè),但其局限性較大:一是不能保障工作的精確性和穩(wěn)定性;二是圖像合成技術(shù)要求高,而且費時費力;三是不能站在全局的視角進行整體評估。而無人機遙感測繪技術(shù)能夠用其高空作業(yè)的特殊性,搭載高清全景攝像頭,把工程地貌分割為若干區(qū)域,然后分別取景拍攝,再利用圖形處理軟件將其拼接為完整的全景圖。
數(shù)據(jù)采集可分為自動加密和手動采集。其自動加密是指無人機將采集的數(shù)據(jù)自動保存在機器內(nèi)部儲存器中,并根據(jù)技術(shù)人員提前設(shè)置好的密碼實行安全保護工作,防止數(shù)據(jù)的外泄。而手動采集則是技術(shù)人員通過遠程控制技術(shù)來對無人機進行任務(wù)安排,通過設(shè)置條件,讓其對制定的區(qū)域進行數(shù)據(jù)采集的取舍,抓取需要的部分即可。
數(shù)據(jù)處理則是利用先進的智能分析軟件,通過數(shù)據(jù)分析來對工程施工進行進展分析,對出現(xiàn)的問題進行原因總結(jié),并制定有效的解決方案。
無人機測繪的低空作業(yè)主要出現(xiàn)在一些環(huán)境比較惡劣的地區(qū),如山區(qū),由于空氣流動性大,云層較厚,會讓無人機飛行不夠穩(wěn)定,云層的阻擋也會影響遙感拍攝的質(zhì)量效果,不適合無人機高空作業(yè),而且山區(qū)地勢險峻,更不利于人工測繪工作。因此,無人機低空作業(yè)的特點便可派上用場,技術(shù)人員只需提前設(shè)定飛行路線,便可在山區(qū)環(huán)境中實現(xiàn)自動飛行,進行遙感測繪采集工作。無人機會根據(jù)紅外感應(yīng)技術(shù)來規(guī)避障礙,體現(xiàn)其靈活智能的技術(shù)優(yōu)勢。
在工程施工中,可能會受到氣候影響或地質(zhì)變化發(fā)生突發(fā)事故,如強降雨帶來的泥石流、滑坡等自然災(zāi)害。這時候就需要無人機通過航拍來了解其對工程整體帶來的影響,不僅能留下第一手現(xiàn)場資料,以幫助日后的修復(fù)工作,還能有效疏導(dǎo)工作人員向安全區(qū)域轉(zhuǎn)移,避免出現(xiàn)二次事故帶來傷害。
在每次無人機航拍前,工作人員需要提前做好其設(shè)備檢測工作,以防止發(fā)生因電子設(shè)備故障而導(dǎo)致無人機工作失靈的狀況。一是要加強無人機飛行穩(wěn)定性檢測,包含機身有無裂痕,電池是否能夠為其長時間飛行供能;二是無人機相關(guān)電子設(shè)備性能檢測,包含數(shù)據(jù)傳輸、遙感拍攝、通訊控制等方面,做到對無人機的絕對控制,避免出現(xiàn)失控情況造成對地面生命財產(chǎn)的傷害。
無人機遙感測繪技術(shù)要實現(xiàn)其價值利用的最大化,關(guān)鍵在于技術(shù)人員對其熟練使用,對其數(shù)據(jù)采集與處理的科學(xué)分析。因此,加強其能力培訓(xùn),提高其運用技巧,樹立嚴謹?shù)牟僮饕?guī)范和高超的飛行控制技術(shù),才能讓無人機安全作業(yè)。
總之,無人機遙感測繪技術(shù)的成熟是國家工業(yè)綜合實力的體現(xiàn),也是國家整體科技實力的縮影,其在工程測繪中的應(yīng)用證明了科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力,能夠極大解放人力,提高效率,推動工程項目安全精確地推進。