周敏杰
摘要:隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展,科學技術取得了日新月異的進步,無人機航測技術作為目前較為先進的測量技術,不但可以提高測量效率,降低實際測量工作中人工的強度和難度。還可以通過地形測量、三維建模、多光譜遙感、航磁測量等航測手段與傳統(tǒng)地質(zhì)調(diào)查工作方法相互結(jié)合,解決地質(zhì)調(diào)查實際工作中的諸多科研難題,并形成一系列調(diào)查成果。目前我國對無人機低空航測技術的應用已經(jīng)非常廣泛。其中,無人機在地質(zhì)災害調(diào)查工作中應用有一些特色與優(yōu)勢,它彌補了傳統(tǒng)地災調(diào)查的不足,使調(diào)查精度和速度都有了質(zhì)的提升。本文將對無人機低空航測技術的原理和優(yōu)質(zhì)展開分析,簡要對部分工作內(nèi)容進行總結(jié)。
關鍵詞:無人機;低空航測;地災調(diào)查;應用分析
無人機低空航測系統(tǒng)能夠良好的解決這一問題,該技術將無人機作為飛行平臺,搭載多類型信息傳感器設備獲取飛行區(qū)域的遙感信息,獲取測量數(shù)據(jù)。無人機低空航測相比于使用衛(wèi)星航測以及飛機航測來說,操作更加便捷,成本也更低,作業(yè)時間短,成像能力強,在小區(qū)域內(nèi)進行地災調(diào)查有著突出的優(yōu)勢。
一、無人機低空航測技術原理
目前的無人機低空航測技術基本都是將無人機作為飛行載體,搭載具有導航技術的CNSS與IMU定姿模塊,同時配合了性能較高的數(shù)字相機裝置,讓空中測量得以實現(xiàn),從無人機的視角將地面的情況進行錄入。通過使用計算機軟件可以將數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計處理,轉(zhuǎn)化為測量數(shù)據(jù),無人機在開展地質(zhì)調(diào)查過程中效率更高,成本更低。其技術優(yōu)勢如下:
(1)對地理信息的數(shù)據(jù)更新速度非??欤啾葌鹘y(tǒng)地質(zhì)調(diào)查技術,無人機技術對地形、天氣環(huán)境的要求較低,因此采集更高效;(2)無人機技術獲得的結(jié)果的分辨率非常高,其原因是使用了較為先進的多光譜傳感器和數(shù)碼相機;(3)無人機操作簡單、價格相對低廉,并且應用專業(yè)軟件之后可以直接對獲得的影像進行圖像分析處理,降低了后期的成本,使得測量效率得以提升[1]。
二、無人機低空航測相關工作方式
(一)控制測量
在使用無人機低空航測之前,應該先對測區(qū)進行GNSS控制測量。首先應該確定測量平面,我國測量通常使用1980西安坐標系,而高程選擇1985國家高程基準。隨后應該對像控點進行設置,像控點應該設置在無人機飛行區(qū)域的四個角的位置以及中心位置。像控點設置的標志為兩個邊長超過一米的對頂點三角形,這能夠讓航拍影像資料進行清晰判讀,像控點應該在堅硬的路面上時,對其使用噴漆標記,土質(zhì)地面則用白灰。像控點的測量選用RTK的測量方式,每個點獨立進行兩次測量,選取平均值作為測量結(jié)果。除此之外還應該選擇代表性的地標,以便開展測量作業(yè)。測量數(shù)據(jù)設置是無人機在地災調(diào)查中的必要環(huán)節(jié)。
(二)飛行方案
首先應該對航拍的參數(shù)進行設定,通常低空測量的比例尺設定都為1:2000,飛行高度相對設定為據(jù)地半米,將地面的分辨率設置為20cm;其次應該選擇合適的航拍時間,通常上午九點到下午三點之內(nèi)測量的效果更加準確,無人機飛行前應該對無人機上搭載的設備進行檢查,確保電量充足可以正常工作,無人機起飛使用彈射架,逆風起飛;在進行低空航測的時候,航線的方向應該和風向保持垂直關系,控制飛行速度在80km/h,同時保證地面操作站和無人機之間的距離不應大于4km,這樣能夠保證信息傳輸順暢;最后,無人機著陸應該選擇機腹著陸的方式,這種降落方式對降落場地有著一定的要求,應該選擇一塊足夠降落的平整軟質(zhì)地面供無人機降落。降落之后應該檢查無人機的狀況,無誤之后進行數(shù)據(jù)傳輸 [2]。飛行拍攝是無人機在地災調(diào)查過程中的關鍵環(huán)節(jié)。
(三)數(shù)據(jù)處理
無人機數(shù)據(jù)處理是正射影像制作最為關鍵的部分。首先用讀卡器把無人機中的照片導入到電腦中,如果發(fā)現(xiàn)無人機曝光程度及色彩有較為明顯的不一致,應刪除明顯曝光錯誤或者有問題的照片。可以刪除一些質(zhì)量有問題的照片(前提是拍攝的照片重疊度足夠),但是一定不能使用第三方軟件預處理照片,預處理后會使得照片損失原有的信息,例如GPS信息。無人機采集的影像處理可以使用pix4d軟件進行。首先應該對數(shù)據(jù)進行準備,在軟件上建立有關工程,將無人機飛行路線以及控制點坐標系統(tǒng)以及坐標進行輸入;其次要進行過程參數(shù)解密,如果是有控制點則選擇以控制點進行平差,若沒有控制點則以影像中的地理位置配準,根據(jù)定義將參數(shù)進行輸入,三角測量計算完畢后,選擇自己想要的坐標系(比如WGS-84),再提交三維重建項目,開始三維建模過程,這個過程時間較為漫長。之后就是正射影像生成,在CC中繼續(xù)提交重建項目,此時目的選擇正射影像/dsm即可。數(shù)據(jù)處理是無人機在地災調(diào)查過程中的核心環(huán)節(jié)。
三、無人機航測在地災調(diào)查中的優(yōu)勢
應用無人機低空航測技術具有非常多的優(yōu)勢,具體可以取得以下成果:其一,通過無人機進行航測作業(yè),可以收集到豐富的地質(zhì)數(shù)據(jù)資料,這其中包含了非常多的信息,能夠完成對基礎地質(zhì)信息或者災前、災后地質(zhì)環(huán)境信息的全面覆蓋,通過影像處理,能夠?qū)κ転牡貐^(qū)進行全面的觀測,利用信息指導災后治理以及群眾疏散,具有非常強的參考意義;其二,無人機低空航測獲得的結(jié)果分辨率非常高,可以對水文、巖土情況以及工程設施建設的高效性進行分辨,再將災后環(huán)境進行綜合評判,既可以確定建設是否可行合理,通過對易發(fā)災難地區(qū)進行提前調(diào)研,可以及時采取糾偏措施;其三,無人機低空航測技術可以實現(xiàn)對緩動地質(zhì)災害進行實施動態(tài)測量,再結(jié)合一些傳統(tǒng)的測量方式,就可以完成對地質(zhì)災害區(qū)域的整體立體觀測。
結(jié)束語:
無人機低空航測技術在地質(zhì)災害調(diào)查中起到了關鍵的作用。我們在地災調(diào)查、地災治理過程中應重視并充分發(fā)掘出無人機在該技術中的積極作用,做好對調(diào)查全過程的控制工作。在具體的實踐之中,應該確保先制定出可執(zhí)行的技術方案,在使用無人機進行低空航測時把控好操作細節(jié),處理數(shù)據(jù)的時候把控好數(shù)據(jù)分析質(zhì)量,只有這樣才能最大化無人機在地災調(diào)查中的作用。
參考文獻:
[1]黃勤,周鵬,張嘯翼.無人機低空航測在地質(zhì)調(diào)查中的應用[J].環(huán)境與發(fā)展,2019,31(08):101-102.
[2]王玉龍,王建忠,李錦.無人機低空航測在地災調(diào)查中的應用[J].礦山測量,2017,45(05):39-42.