探讨工程测量测绘中无人机航拍技术要点

2019-01-31桑超杰中国瑞林工程技术股份有限公司江西南昌330000

中国房地产业 2019年21期

文/桑超杰中国瑞林工程技术股份有限公司江西南昌 330000

伴随无人机技术的不断发展，将其与工程测量测绘相结合，已经受到了全世界的重视。此项技术能够使工程测量测绘的精准度得到有效提升，将更可靠的数据来源提供给工作人员。

1、无人机航拍系统的组成部分

1.1 遥感信息处理系统

在无人机的航拍系统当中，遥感信息处理系统占据着极其重要的地位[1]。无人机航拍系统的核心任务，便是对图像信息进行采集。然而需要注意的是，大部分初始图像信息属于杂乱无章、毫无价值的图像信息，这就需要以某些手段及时处理图像，而遥感图像处理便可以被充分应用到上述工作中，其关键任务便是标注图像中的数据。除此之外，还要应用空中三角测量系统，实现三倍加密，进而构建出三维模型，最终生成所需的影像。三维建模系统也属于遥感信息处理系统中的重要成分，其关键作用便是将具体影像数字模型构建出来，并且借助建模软件对原始数据加以分析，计算出最终结果后设计出最合理的方式。

1.2 遥感信息采集系统

信息采集属于无人机航拍系统的工作核心，而信息采集运行最关键的媒介，即无人机飞行控制系统，其重要内容为借助定位导航系统自动抵达指定区域，在此过程中，有关人员便需要借助先进的信息技术对无人机陀螺以及加速度计等的实际工作状况，以信息方式传递给工作人员，进而对无人机实际运行状况加以了解，实现人为操控无人机，确保其能够及时到达待测地区。与此同时，地面监控系统对于无人机的日常工作开展也提供了一些帮助。在通常情况下，无人机航拍功能的实现，主要取决于IMU/GPS 技术，其决定了导航航空摄影能否得以顺利进行。一般来说，摄影师拍下来的画面应当在第一时间被传送至地面相关系统中，以便摄影师可以对自身拍摄情况加以评价、判断，进而在第一时间对所拍摄画面进行调整，而此时便需要地面监控系统的及时配合。在此系统当中，重点包含计算机、天线以及监测软件等。地面人员借助此系统监测航拍状况，并且还可以借助该系统把有关信息及时传送至对应的计算机当中，确保分析以及处理等工作得以顺利进行，最终提升有关工作人员的工作质量和效率。

2、工程测量测绘中无人机航拍技术的实际应用

2.1 测量土石方

无人机在飞行时高度固定，有关人员可以通过计算高度得到相应的轨迹，对此轨迹加以研究，便能够将高程值推算出来，进而借助三维软件将土石方的量计算出来[2]。

如工程中，待测区约80000 m2，周边电磁干扰不多，地势开阔平坦。测量人员设置的飞行参数为：地面采样率2.467cm，地面控制点3 个，飞行高度90m，旁向重叠率和航向重叠率均为80%。经过测试可知，高程误差仅为0.032m，其水平误差不到0.05m，误差均为厘米级别，最终测量精度与建筑工程1：500 的土方测量标准相符。

2.2 确定测量范围以及规划航线

在通常情况下，无人机的飞行极限时长为1h，去除掉无人机的起飞、降落消耗，使得其最有效的拍摄时间大约是50min。所以，有关人员需要对无人机拍摄的时间进行严格把控，从而避免由于能源不充足引发坠机事件。因此，需要有关人员对拍摄的航线进行科学规划，从而使拍摄的效率得到有效提升。另外，为了确保无人机可以完整地完成航空测量，还应对待测区域全景测绘进行科学规划。有关人员需要结合具体状况，以“鸟瞰”的模式将待测区域进行划分，使其成为两侧等距的长条形，随后在区域中四角设置相应标志，进而按照无人机续航能力、飞行速度设计合理的航拍流程，进而使有关任务得以准确落实。

2.3 测绘地形图

有关人员应当按照实际需求，对无人机在工作状态中的尺寸比例、拍摄相机的重叠率、分辨率等展开标准控制。当图片成像之后，还应当对图像展开矢量化处理，随后经由具体比对对其正确性加以控制，最终以此为基础对所有测绘、坐标加以确定。

3、工程测量测绘中无人机航拍技术的要点

3.1 应用于特殊环境

（1）高原区域：此处空气密度较小，无人机旋翼亟需更高转速保持升力，然而却会导致耗电速度加快。有关人员应当对无人机电池情况进行全程监控，避免其坠落。

（2）低温环境：无人机若想在此条件下开展工作，便需要提前更换减振柱或者减振橡胶，从而最大限度地降低此环境为航拍质量带来的不良影响。同时，在此环境当中，无人机锂电池也会受到影响，即随着温度的下降，电池化学活性会随之下降，一旦温度更低，便会导致电池放电能力急剧下降。所以，有关人员为了避免出现无人机坠毁事件，应当在操作时于低空进行悬停，并保持超过1min，以便对其在此环境下的表现状况进行了解，进而对其飞行计划进行合理调整。

3.2 申报无人机航拍

政府有关部门针对无人机航拍出台了相应法律法规，加之无人机在航拍过程中自身飞行的特点，使得此项工作申报流程较为特殊。有关法律法规中指出，无人机属于无人驾驶的一种航空器，其使用、操作必须严格遵循航空规定展开，同时也需要操作人员具备相应的操作执照。

与此同时，有关人员在使用、操作无人机前，应该提前对飞行空域进行申报，并且于正式飞行前15h 向相关部门申报此次飞行的具体计划，通常申报之后的3h 内便能够收到回复。为了进一步确认，飞行前有关人员还应当打电话核实一遍。

3.3 稳定航拍的画质

区别于消费型无人机，航拍型无人机对于拍摄画质有着极高的要求。需要注意的是，并非仅仅拍摄出高分辨率图像即可，相关工作要求无人机应当长时间、持续性地拍摄目标物，有着很高的拍摄要求，同时对于拍摄距离以及拍摄角度也有着特定要求；此外对于画面防抖以及目标凝视的标准也很高。这就要求有关人员应该将稳定的平台（例如陀螺仪稳定测距仪）安装在无人机上。无人机对于陀螺仪的稳定性、灵活性有一定要求，因此，通常都会使用集成度高且重量小微机电陀螺组件。这主要是因为该设备拥有对平台角速以及角度加以检测的功能，随后还可以把信息及时反馈至平台的驱动电机，如此便能使飞行器姿态改变的影响被控制在最低，并且确保该平台上摄像机拥有较稳定的视轴。

如果外部风力较大，为了保证画质，有关人员应当积极应用并掌握云台。无人机在抗风时会旋转或者倾斜，使摄像头角度改变、画质降低。运用云台后，便能将以上问题有效解决，同时还应搭配合适的减振橡胶、减震垫。