摘要：現(xiàn)代化進(jìn)程加快，科技水平也在不斷提高。無人機(jī)作為具有良好性能的設(shè)備，在現(xiàn)代化地質(zhì)工程測繪中得到廣泛的應(yīng)用，其包含的多項(xiàng)技術(shù)優(yōu)勢對于提升測量質(zhì)量與數(shù)據(jù)精準(zhǔn)度有著極高的幫助。本文基于無人機(jī)技術(shù)進(jìn)行分析，闡述其自身技術(shù)的特點(diǎn)，并對其在地質(zhì)工程測繪中的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行探究，意在通過推廣無人機(jī)測繪技術(shù)，推動國內(nèi)地質(zhì)工程測量順利開展，實(shí)現(xiàn)測繪行業(yè)更好的發(fā)展。
關(guān)鍵詞：無人機(jī); 地質(zhì)工程; 測繪技術(shù)應(yīng)用;
1、 無人機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成
1.1、 遙感數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)
以測繪常用的DJ Phantom 4RTK無人機(jī)為例，機(jī)身裝載有可提供厘米級高精度準(zhǔn)確定位的D-RTK模塊，從而能實(shí)現(xiàn)更為精準(zhǔn)的測繪作業(yè)，而且在機(jī)身前左右上下六個部位，均配備了視覺感知和紅外感知系統(tǒng)，可以用來提供全方位的視覺定位和飛行避障。飛行器搭載超高清數(shù)碼相機(jī)，配合三軸防抖云臺控制系統(tǒng)可以拍攝2000W像素照片和2K高清視頻，機(jī)械快門進(jìn)一步確保了測繪航拍成像效果。
可以通過手機(jī)連接到遙控器，遙控器通過OCUSYNC高清圖傳技術(shù)，在7KM最大傳輸距離內(nèi)，將拍攝的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時傳輸，在手機(jī)App上還可以顯示實(shí)時高清畫面。也可在App內(nèi)利用事先做好的KML格式文件規(guī)劃飛行路徑，實(shí)現(xiàn)大面積區(qū)域的自動化測繪作業(yè)，具有操作快捷、自動化、信息精確的優(yōu)勢；無人機(jī)的遙控平臺，可以在飛行測量的過程中對無人機(jī)進(jìn)行有效的管理和操作，在操作的時候利用GPS,GNSS,D-RTK模塊的高精度定位技術(shù)獲得參數(shù)，對測繪地區(qū)進(jìn)行定位，對其他運(yùn)行設(shè)備的狀態(tài)進(jìn)行有效地把控，可以有效地對測繪數(shù)據(jù)進(jìn)行有效收集。
1.2 、遙感數(shù)據(jù)處理平臺
通過無人機(jī)的航拍技術(shù)對地質(zhì)進(jìn)行有效的測繪，按照實(shí)際需求對測繪的圖像進(jìn)行處理，利用遙感數(shù)據(jù)對數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，將實(shí)時數(shù)據(jù)傳遞到數(shù)據(jù)中心。還可配合第三方軟件生成地形圖，正射影像高清地圖，3D實(shí)景建模等功能。
2 、無人機(jī)在地質(zhì)工程測量測繪中的優(yōu)勢
2.1 、測繪具有科學(xué)性
社會不斷發(fā)展，傳統(tǒng)信息系統(tǒng)功能上無法與現(xiàn)代化社會發(fā)展相匹配。對于社會基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的修建，需要更詳細(xì)的地質(zhì)勘查技術(shù)來獲得精確的數(shù)據(jù)信息。無人機(jī)測繪技術(shù)出現(xiàn)之前，通常使用的都是設(shè)備與飛機(jī)結(jié)合的測繪方式，但是相機(jī)在飛機(jī)上搭載的方式，需要為飛機(jī)準(zhǔn)備較大的飛行場地，增加了測繪的成本。高成本的投入，實(shí)際工作的過程也相當(dāng)?shù)臒┈崳瑸榈刭|(zhì)測繪帶來較大的工作量。應(yīng)用無人機(jī)技術(shù)進(jìn)行測繪，可以有效解決場地成本等問題。無人機(jī)可以在無飛行限制的區(qū)域的500m高空進(jìn)行飛行和探測，最低距離可以保持在50米之內(nèi)，對測繪地區(qū)的近景進(jìn)行拍攝，滿足測繪的實(shí)際需求。無人機(jī)的應(yīng)用對于地質(zhì)工程測繪來說，不但減少了成本投入，在工作效率上有了大幅度的提升。無人機(jī)的系統(tǒng)可以將拍攝到的信息進(jìn)行可視化呈現(xiàn)，通過對信息的有效收集、分析，將信息發(fā)送到計(jì)算機(jī)平臺，通過信息處理獲得有效的測繪信息，為地質(zhì)工程開展提供真實(shí)可靠的數(shù)據(jù)。無人機(jī)可以實(shí)現(xiàn)人工無法完成的工作，深入到難以探測的死角進(jìn)行實(shí)地測量，還可以在測繪范圍內(nèi)進(jìn)行搜索，提升測量的精準(zhǔn)度。
2.2 、獲取數(shù)據(jù)具有準(zhǔn)確性
我國國土面積遼闊，地域不同造成的地理特征具有較大的差異，為地質(zhì)工程測繪工作帶來一定困擾。傳統(tǒng)的測繪技術(shù)難以對地貌特殊的區(qū)域有效開展工作，面對惡劣天氣等外界因素的影響，對衛(wèi)星遙感系統(tǒng)產(chǎn)生直接影響，導(dǎo)致功能難以發(fā)揮。極端天氣對實(shí)際測繪測量造成極大的干擾，不利于測繪獲得可靠數(shù)據(jù)。但是利用無人機(jī)可以無視惡劣天氣因素帶來的影響，在極端天氣的干擾下實(shí)施連續(xù)性工作，對于突發(fā)情況可以靈活應(yīng)對。無人機(jī)技術(shù)在外界因素的影響下可以保持穩(wěn)定工作狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)耗時較短的高強(qiáng)度作業(yè)。無人機(jī)的分辨率比衛(wèi)星遙感系統(tǒng)的性能更優(yōu)越，可以確保在測繪工作中獲得準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，減少影響因素對測繪結(jié)果的影響，提升地質(zhì)工程測繪的準(zhǔn)確性。在收集信息的同時，可以及時對信息進(jìn)行處理，提升測繪技術(shù)的智能化程度。
2.3 、操作技術(shù)具有靈活性
無人機(jī)不僅能通過遙感技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)收集，還可以對信息進(jìn)行處理。無人機(jī)在地質(zhì)工程測繪工作中有著極強(qiáng)的契合度，各系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)作業(yè)，保證了實(shí)際工作時的效率。同時無人機(jī)具有體積輕便、操作靈活的特點(diǎn)，面對難以探測的地區(qū)可以實(shí)現(xiàn)隨意進(jìn)出，對數(shù)據(jù)進(jìn)行收集。無人機(jī)的飛行速度與高度可以在大范圍內(nèi)進(jìn)行測繪，基于其測繪范圍的基礎(chǔ)上，增加無人機(jī)數(shù)量可以有效將測繪范圍擴(kuò)大。無人機(jī)在對地質(zhì)進(jìn)行測繪時，會自動找尋清晰的角度進(jìn)行拍攝，保證拍攝數(shù)據(jù)的精確和可靠，推動地質(zhì)工程測量工作的順利開展。
3 、無人機(jī)在實(shí)際地質(zhì)測繪中的應(yīng)用
3.1、 規(guī)劃航線與測繪范圍
3.1.1 在開展地質(zhì)工程測繪時，需要先針對實(shí)際探測的區(qū)域規(guī)劃航線，確保無人機(jī)可以在規(guī)定區(qū)域內(nèi)進(jìn)行有效的測量。對測繪地形、相機(jī)參數(shù)等進(jìn)行處理，為測繪結(jié)果的準(zhǔn)確性提供支撐[1]。操作人員在規(guī)劃航線時，要格外上心，航線規(guī)劃對于后期數(shù)據(jù)采集有著直接影響。通常情況下，無人機(jī)的作業(yè)時間在一小時內(nèi)，除去一部分耗損，無人機(jī)可以拍攝的時長達(dá)30分鐘。操作人員需要對無人機(jī)飛行時間進(jìn)行有效規(guī)劃，避免規(guī)定時間內(nèi)無人機(jī)電量不足出現(xiàn)事故，科學(xué)的規(guī)劃飛行航線，提高無人機(jī)作業(yè)的效率。對需要檢測的區(qū)域進(jìn)行全方位的規(guī)劃，確保無人機(jī)可以在待測地區(qū)實(shí)現(xiàn)有效測繪，根據(jù)測繪的實(shí)際需求采取多樣化的拍攝形式，對需要測繪的區(qū)域設(shè)立標(biāo)志，根據(jù)無人機(jī)的作業(yè)時間合理規(guī)劃作業(yè)流程。
3.1.2 對測繪地區(qū)進(jìn)行控制是為了保證測量任務(wù)的有效性，根據(jù)測繪區(qū)域編制相對應(yīng)的控制網(wǎng)絡(luò)，使無人機(jī)在作業(yè)期間可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)信號找到設(shè)立的坐標(biāo)，對于核實(shí)無人機(jī)作業(yè)路線具有重要的作用。
3.2 、采集測量測繪數(shù)據(jù)
3.2.1、 航空攝影測量
無人機(jī)屬于我國在科技領(lǐng)域的重大研究成果，在地質(zhì)工程測繪中提升了其工作的可靠性，為其帶來極高的工作效率，對于工程地形測量技術(shù)發(fā)展起到了推動作用。無人機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，有效解決了特殊環(huán)境對測繪工作帶來的難度，在測繪中有效發(fā)揮無人機(jī)的系統(tǒng)機(jī)能。通過拍攝系統(tǒng)對規(guī)劃區(qū)域進(jìn)行有效拍攝，利用定位系統(tǒng)分享數(shù)據(jù)，形成清晰、準(zhǔn)確地理圖像信息。并借助信息化手段將數(shù)據(jù)整合，形成具體信息，通過對信息進(jìn)行處理生成精確可靠的數(shù)據(jù)影像。無人機(jī)的拍攝技術(shù)有利于對特殊地形進(jìn)行有效把控，對檢測不到的死角進(jìn)行有效測量，保障測繪數(shù)據(jù)的可靠性。
3.2.2 、像片測量與控制
像片測量與控制是無人機(jī)測繪過程中的重要功能，在實(shí)際應(yīng)用過程中，需要技術(shù)人員對具體操作方法做到全面的了解，針對技術(shù)操作做好相關(guān)參數(shù)的分析工作。結(jié)合以往測繪工作中的實(shí)際流程與操作方法，合理的對其進(jìn)行分析和優(yōu)化，對設(shè)備容易出現(xiàn)的問題進(jìn)行綜合處理，定期為無人機(jī)進(jìn)行檢修，保證無人機(jī)工作的有效性，為實(shí)際地質(zhì)工程測繪提供精準(zhǔn)有效的數(shù)據(jù)結(jié)果。對于技術(shù)應(yīng)用層面，技術(shù)人員應(yīng)該對技術(shù)相關(guān)聯(lián)的知識進(jìn)行充分了解，在技術(shù)實(shí)施的實(shí)際范圍內(nèi)開展操作，提升數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾逝c數(shù)據(jù)有效性。加強(qiáng)對數(shù)據(jù)中心和工作站的管理，在日常對系統(tǒng)的實(shí)際工作狀態(tài)進(jìn)行檢測，確保系統(tǒng)狀態(tài)完好，保障數(shù)據(jù)的精確度，避免產(chǎn)生數(shù)據(jù)誤差等現(xiàn)象出現(xiàn)。對控制點(diǎn)的參數(shù)進(jìn)行分析，提升數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化能力。
3.3 、三角測量技術(shù)
三角測量技術(shù)在地質(zhì)工程測繪工作中發(fā)揮著重要的作用，通過該技術(shù)可以在測繪工作中實(shí)現(xiàn)立體式的測量，提升測繪工作的水平。空中三角測量，可以在控制點(diǎn)最少的情況下進(jìn)行測繪，保證測繪時高程、平面等位置保持統(tǒng)一，提升地質(zhì)測繪數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性[2]。三角測量技術(shù)在應(yīng)用的時候也存在一定缺陷，該技術(shù)在應(yīng)用時缺乏有效控制點(diǎn)，導(dǎo)致測量的時候難以從控制點(diǎn)獲取到實(shí)際的地質(zhì)數(shù)據(jù)，導(dǎo)致測量結(jié)果不夠全面。測量人員還需要借助系統(tǒng)對地質(zhì)進(jìn)行計(jì)算，提高技術(shù)與系統(tǒng)之間的有效交互，推動地質(zhì)工程測繪工作有效開展。
3.4 、繪制地形圖
繪制地形圖是地質(zhì)工程測繪的核心環(huán)節(jié)，可以將測繪的數(shù)據(jù)通過地圖有效的還原出來。為了保證繪制地圖數(shù)據(jù)的精密度，技術(shù)人員需要優(yōu)化數(shù)字化技術(shù)，提升無人機(jī)在航拍時的設(shè)備性能，為繪制地形圖提供清晰的像片與比例尺。為了獲得更精確的地形圖，應(yīng)該致力于將無人機(jī)的技術(shù)與測量方式結(jié)合在一起，優(yōu)化地圖測繪與繪制的工作思路，確保收集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性之外，提升數(shù)據(jù)信息與圖像信息之間的統(tǒng)一。技術(shù)人員還需要根據(jù)無人機(jī)的性能特征等方面的信息，對實(shí)際工作獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行深入分析，進(jìn)一步提升測繪能力。
為了更好地保證無人機(jī)在地質(zhì)工程測繪中的實(shí)際測繪效果，需要根據(jù)無人機(jī)的系統(tǒng)與設(shè)備性能進(jìn)行合理規(guī)劃，對測繪區(qū)域的航線進(jìn)行劃分，確保無人機(jī)在規(guī)定時間內(nèi)在指定區(qū)域完成航拍工作，避免因待機(jī)時間過長導(dǎo)致無人機(jī)出現(xiàn)事故。合理規(guī)劃航拍路線，避免出現(xiàn)遺漏現(xiàn)象，降低測繪數(shù)據(jù)的可靠性。為了保證測量結(jié)果的準(zhǔn)確性，需要對航拍系統(tǒng)的性能進(jìn)行檢查，在收集數(shù)據(jù)時發(fā)現(xiàn)圖像缺陷問題，需要重新進(jìn)行補(bǔ)測工作。還可以利用無人機(jī)的遙感技術(shù)，對拍攝的照片進(jìn)行預(yù)處理，在無人機(jī)系統(tǒng)對照片數(shù)據(jù)進(jìn)行審核時，可以將不符合規(guī)定的數(shù)據(jù)直接處理掉，將更準(zhǔn)確地?cái)?shù)據(jù)傳遞到數(shù)據(jù)中心。地質(zhì)工程測繪工作對于提升土地利用率具有作用，在實(shí)際測繪中需要保證無人機(jī)的狀態(tài)，為測繪工作開展提供有力支撐，定期為設(shè)備進(jìn)行調(diào)試，保證其狀態(tài)在良好的狀態(tài)，提高地質(zhì)工程測繪工作的水平[3]。
3.5、 獲取土石方量數(shù)據(jù)
無人機(jī)在飛行的時候在特定的飛行高度內(nèi)，可以實(shí)現(xiàn)不同高度的飛行作業(yè)，根據(jù)高度的變化對無人機(jī)的運(yùn)行軌跡進(jìn)行計(jì)算，通過計(jì)算的數(shù)據(jù)獲得高程值，借助計(jì)算機(jī)對高程值和數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)化，獲得土石方量。
參考文獻(xiàn)
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