测绘工程中无人机技术的应用探讨

发表时间:2021/7/13   来源:《中国建设信息化》2021年第5期   作者:1.王浩杰2.周纯
[导读] 随着测绘工程的不断发展与进步,技术的不断创新
        1.王浩杰2.周纯
        2.2.身份证号码:41040219900908****;2.身份证号码:41010519860809****
        摘要:随着测绘工程的不断发展与进步,技术的不断创新,使无人机技术也被广泛的应用。因此,无人机本身的操作十分灵活,适应能力强,可以实现对于工程测绘数据信息的快速获取,为工程项目的建设提供指导,也可以促进测绘工作人员的技术水平的提升。
        关键词:测绘工程;无人机技术;应用
        引言
        随着现代科技的迅猛发展,使得无人机技术趋于民用化,而且其制造成本也越来越低、应用越来越广泛。无人机是航拍、测绘数据获取的重要手段,兴起于2012年的航拍,而现在已在侦察、农业植保、测绘、电力巡线中得到广泛应用,具有影像实时传输、探测高危地区、安全便利,且成本低、高分辨率、机动灵活等优点。基于以上特点,无人机辅助技术正迅速向各个行业蔓延,目前公路行业主要是应用在公路的养护和交通监控上,对于公路施工方面也正在以迅雷不及掩耳的速度改变着传统施工管理模式。
        1无人机测绘的原理
        无人机测绘系统可以分为硬件和软件2部分。硬件部分包括了无人机、动力供给系统、电源调节装置以及高清摄像头等;软件部分则包括飞行器操作系统、无人机控制系统、遥感系统和图像处理软件等。无人机测绘的基本原理是,由地面控制站依照具体的测绘需求和实际工况,选择恰当的无人机并制定无人机航线,做好无人机姿态稳定控制、飞行轨迹控制和任务管理控制等,设计出最为间接的飞行航线,借助无人机上搭载的传感器和高清摄像机,实现对地物的测量绘制。
        2无人机简介
        无人机就是无人驾驶飞机的简称,是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。有固定翼、单旋翼、多旋翼,工程中多以多旋翼无人机为主,多旋翼无人机操控较为简单、机动性高,具有垂直起降、空中悬停、原地回转等独特飞行技能,且价格较单旋翼也更为便宜,广受欢迎。目前无人机大多数配备有2000万像素影像传感器,续航时间约30分钟,并拥有环境识别与避障能力,安全性更高、更智能。在施工质量管理中,根据现场实际情况,使用无人机搭载高清摄像机、热成像仪、成像裂缝识别仪、洒水机等设备,通过地面遥控开展工程项目施工质量巡视、质量关键点实时监控,及时发现质量缺陷并对整改情况进行验收,以及质量验收、影像资料采集等相关质量管理工作。
        3无人机测绘的优点
        (1)响应速度快。借助无人机进行测绘时,无人机一般采用的都是低空飞行,本身对起落场地要求较低,起飞所需的准备时间短,而且受天气因素影响较小,能够有效节约测量时间。同时,无人机一般都会搭配相应的车载系统,可以通过输入任务来获取相应的测绘结果。而在面对突发性自然灾害时,应急部门需要依照最新的地形数据信息来制订应急方案,借助无人机,能够实现对灾区地质环境的快速测量,也可以将测绘数据通过无线传输的方式,及时回馈给应急部门,使得应急工作人员在进行灾害应对和处理时,具备更快的响应速度。(2)测量范围广。传统人工测绘需要工作人员携带各种各样的测绘仪器进行实地测量,而因为测量环境的影响,测量的范围相对较小。无人机测绘能够对这一问题进行解决,实施测绘工作时可以同时使用多台无人机,依照不同测绘环境,在不同高度进行测量,不仅测绘工作效率高,测绘数据精度更准确,而且测绘的范围更广。无人机测绘还可以借助光谱实现对于数据的有效分析处理,获取大范围区域的监测信息,也可以借助三维仿真模拟技术,在与数据库信息进行对照的情况下,将监测得到的信息展示出来,以此来促进测绘质量的提高。(3)测绘成本低。一些大型项目在规划过程中,很容易受到周边环境因素的影响,不仅测绘工作的范围较大,需要测绘的内容也十分繁杂,如果沿用传统人工实地测绘的方式,会导致人工成本的增大,出现超出项目投资预算的情况,对项目开发的经济性和安全性产生影响。借助无人机测绘技术,一天就可以完成数十平方千米的测绘,而且能够保证数据的完整性和准确性,在提高测绘效率的同时,能够降低人工成本的消耗,也可以就测量设备的损耗进行有效控制。(4)测绘时效强。传统测绘工作需要手动输入数据,在对数据进行汇总整理后,将数据传递给设计部门,但这样会导致数据传递的滞后性,严重时可能对项目的开发效率产生影响。

与之相比,无人机测绘能够实现信息的有效联动,而且可以在实施测绘工作的同时,借助无线网络,将得到的各种数据信息传输给设计部门,设计部门可以依照现场地质环境,做好复测工作,也可以对获得的测绘信息进行分析和校准工作,避免出现信息遗漏的问题。
        4无人机在测绘工程中的应用
        4.1隐蔽资料留存
        无人机最基本的功能就是录取影像资料,针对关键工程、隐蔽工程可以随时飞到现场,录下影像资料,若有问题,还可方便整改前后进行对比,消除工人侥幸心理和弄虚作假行为,保证工程质量。
        4.2测绘数据处理
        测量区域植被茂盛,无人机测绘得到的点云数据为高层数据,需要做好数据滤波,去除影响测量数据中的点云。可以使用LidarModel模板实现滤波操作,将点云数据转化成网格数据,配合Raster软件获得测区地面模型。
        4.3测绘数据获取
        参考测绘机构建立起的CORS网,对数据进行获取和修正,选择1985国家高程基准,快眼Ⅱ型无人机,考虑工程的实际情况,在无人机上配置佳能EOS5DS数码相机,该相机的像素较高,能够获得比较清晰的图片。借助无人机遥感技术的应用,测绘信息呈现为瓦片形式,对照该信息能够完成正射影像数据的切割工作,然后在百度地图等地图软件中浏览。无人机在数据采集方面有着较好的优势,在运用测量技术、摄影技术、遥感技术等先进技术的情况下,能够获取完善的数据影像,利用空三算法的拼接矫正功能,能够切实保证测绘信息的合理性和准确性,优化区域网中的相关信息,继而输出标准化的数据格式。
        5无人机辅助施工质量管理保障措施
        无人机小巧灵便、能够自动避障、自动返航等先进功能,安全性高,大大降低行业使用门槛,但对辅助施工质量、安全管理还需熟练的飞手,更多质量安全管理功能的软件支持,以及政府对低空飞行的支持。(1)虽然大家对无人机很熟悉,小时也玩过,但用于工程中还需专业的培训,以防“坠机”。施工前聘请专业老师进行实操培训,使现场施工管理人员熟悉无人机及搭载设备操作控制要领,以及相关数据设置和传输技巧。严禁在大雾、大雨或者5级及以上大风情况下工作,以保障设备的安全。(2)相关硬件设施的升级。多专业人才共同努力,使无人机质量更轻,搭载能力更强,电池性能更高,续航时间更长。(3)软件系统的支持。加强软件的开发,提升精度,使无人机与人工智能、图像识别技术相结合,实现质量问题、缺陷、病害等的自动识别和准确性。(4)随着无人机市场的快速发展、广泛使用,然而低空空管秩序的缺乏,使得无人机所带来的风险不断加深,“黑飞”成为大家关注的焦点,新兴事物不能被束缚,但也不能失去监管。政府应在严加管控、良性引导,注重“疏堵结合”,以推动无人
机辅助技术不断提升、发展。
        结语
        总而言之,无人机在工程测绘领域发挥着重要作用,能够显著提高测绘效率,降低测绘成本,应该得到测绘人员的重视和推广,通过对无人机测绘技术的合理应用,保证工程测绘的效果。
        参考文献
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        [2]赵敏.玩转无人机[J].质量与认证,2019(09):87-88.
        [3]胡安富,张万全,李顺成.无人机在铁路工程建设中的应用与思考[J].通信电源技术,2019,7(4):246-249.
        [4]李磊,徐研.无人机在地形测绘工程中的应用[J].工程建设与设计,2020(4):269-270.
        [5]廖兴.无人机技术在测绘工程中的应用[J].中国新技术新产品,2020(4):27-28.
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