無人機(jī)在海洋海底管線測繪中的應(yīng)用

【Summary】無人機(jī)應(yīng)用到海洋海底管線測繪中是一項(xiàng)不可或缺的技術(shù)。該技術(shù)是利用無線電遙控設(shè)備、傳感器（數(shù)碼相機(jī)）、自備的程序控制裝置操縱等先進(jìn)技術(shù)構(gòu)建成的不載人飛行器。本文將對無人機(jī)進(jìn)行認(rèn)識，并發(fā)掘其優(yōu)點(diǎn)，使得無人機(jī)更好的在海洋測繪中應(yīng)用進(jìn)行探討。【Keys】無人機(jī)；海洋測繪；像控點(diǎn)1、第一章無人機(jī)技術(shù)概述及趨勢近年來，人們對水陸交界海域的活動越來越頻繁，包括港口、河流入海口和近海岸等海域成為人們活動的主要地點(diǎn)。這些海域由于緊挨著陸地，而且又沒有人開發(fā)，有著得天獨(dú)厚的優(yōu)勢，可以實(shí)現(xiàn)養(yǎng)殖區(qū)擴(kuò)展，港口進(jìn)行平臺搭建，填海造地。人們在不斷的對這些地方進(jìn)行作用，使得海岸被侵蝕，造成海岸線不斷變更，同時入海口處，海水的不斷沖擊，淤積等要素，使得入?？诘匦我苍诎l(fā)生著改變。所以加強(qiáng)對這些海域的測繪工作，能夠有效指導(dǎo)人們對海洋資源的健康有序開發(fā)和利用。將無人機(jī)應(yīng)用到海洋測繪中是一項(xiàng)不可或缺的技術(shù)。無人駕駛飛機(jī)也叫“無人機(jī)”（“UAV”），一種比較先進(jìn)的設(shè)備。該技術(shù)是利用無線電遙控設(shè)備、傳感器（數(shù)碼相機(jī)）、自備的程序控制裝置操縱等先進(jìn)技術(shù)構(gòu)建成的不載人飛行器?？梢詫唧w空間信息實(shí)現(xiàn)專用化、自動化以及智能化獲取?！緦o人機(jī)的研究，美國是最早應(yīng)用于軍事領(lǐng)域的，我國相對美國要晚些，但是我國對無人機(jī)研究領(lǐng)域卻是發(fā)展速度最快的國家】。1無人機(jī)的主要技術(shù)包括無人機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、無線電遙控技術(shù)和攝影測量技術(shù)等前沿技術(shù)，利用拍攝工具，實(shí)現(xiàn)對所需要的物體信息進(jìn)行獲取，隨后在對獲取的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行實(shí)時處理分析。【當(dāng)前，無人機(jī)的整體作業(yè)流程主要有以下幾個主要步驟，第一是數(shù)碼相機(jī)檢校，第二是航線規(guī)劃設(shè)計(jì)，第三是像控點(diǎn)測量，第四是內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理，數(shù)據(jù)的處理的包含影像拼接、空中三角測量和正射影像制作等方面，第五是成果檢查和驗(yàn)收】2等方面工作。同有人駕駛飛機(jī)進(jìn)行比較，無人機(jī)更加適合用于一些“骯臟或危險”的特殊任務(wù)，海洋測繪中引入無人機(jī)技術(shù)成為了發(fā)展趨勢。2、第二章無人機(jī)的優(yōu)點(diǎn)2.1機(jī)動響應(yīng)能力更強(qiáng)無人機(jī)在執(zhí)行任務(wù)的時候，提前設(shè)計(jì)飛行的路線，機(jī)動響應(yīng)能力十分強(qiáng)。無人機(jī)翼展通常不會超過3米，占地方不大，方便拆卸、運(yùn)輸、組裝，通過普通的小貨車就可以把操作人員與所需要的各種設(shè)備一同運(yùn)送到目的地，到達(dá)目標(biāo)區(qū)域后，無人機(jī)的組裝與調(diào)試半個小時就可以完成。無人機(jī)發(fā)射的速度也很快，可以采用滑翔起發(fā)，也可以固定在作業(yè)車的車頂采取彈射，以及手拋方式起飛。無人機(jī)利用降落傘能夠?qū)崿F(xiàn)直接降落。2.2性價比高，危險系數(shù)低無人機(jī)的成本是十幾萬到幾十萬之間，在進(jìn)行海洋測繪中可以反復(fù)使用多次。這相比有人駕駛飛機(jī)動輒上百萬的投入和駕駛?cè)藛T的投入，無人機(jī)不但減小了成本，除一些非常大的事故以外，其設(shè)備不容易損壞，其它額外的應(yīng)用費(fèi)用基本沒有。同時無人機(jī)不需要駕駛?cè)藛T投入，危險系數(shù)大大降低。在自然環(huán)境比較惡劣的近海區(qū)域，即使發(fā)生意外情況，也不會造成太大的損失。2.3天氣對無人機(jī)的應(yīng)用影響小無人機(jī)在海洋測繪中不會受到多云的天氣，傳統(tǒng)的航空攝影中，如果多云的天氣，就會對成像的效果造成非常大的影響。無人機(jī)可以按照所需的影像分辨率來執(zhí)行飛行高度，對成像沒有任何影響。由于安裝了高精度光電成像設(shè)備，這設(shè)備多采用定焦鏡頭，具有傾斜成像、面積覆蓋、垂直成像的強(qiáng)大功能，能夠獲取高分辨率的影像，確保了數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性。3、第三章無人機(jī)在海洋測繪中的具體應(yīng)用利用無人機(jī)進(jìn)行海洋測繪工作，需要根據(jù)執(zhí)行任務(wù)的要求，做好對自然情況和當(dāng)前已有的測繪成果等有關(guān)資料研究認(rèn)識，以此設(shè)定拍攝的路線。在方案的制定過程中，需要根據(jù)相關(guān)領(lǐng)域的面積、分辨率以及有關(guān)照片的精度制定有關(guān)作業(yè)計(jì)劃，包括飛行高度的確定，航線密度和方向的確定，監(jiān)控路線的確定等方面。以及才能獲取更高的空間分辨率遙感數(shù)據(jù)，達(dá)到完成大比例尺制圖。接下來就對無人機(jī)在海洋測繪中的具體應(yīng)用分析。3.1無人機(jī)的像控點(diǎn)布設(shè)和相機(jī)檢校無人機(jī)在拍攝過程中，像控點(diǎn)的布設(shè)與相機(jī)的校檢工作非常重要。因?yàn)闊o人機(jī)在海洋測繪中的應(yīng)用，具體就是采用低空遙感影像獲取方式，像控點(diǎn)的布設(shè)是后期數(shù)據(jù)處理的重要環(huán)節(jié)，尤其使用航測進(jìn)行數(shù)字測圖與制作正射影像圖（DOM）基礎(chǔ)與前提，其布設(shè)效率對后續(xù)的工作進(jìn)度有直接性影響。因?yàn)榇_定拍照的位置，其合理性對最終的拍攝質(zhì)量有很大影響。雖然利用C++語言綜合各類像控點(diǎn)布設(shè)方案，構(gòu)建起的一類新的像控點(diǎn)自動布設(shè)程序，可以實(shí)現(xiàn)對各類分辨率的影像進(jìn)行合理協(xié)調(diào)布點(diǎn)措施，但是由于海洋特殊的地理環(huán)境，造成精確性并不高，還需要人工進(jìn)行對像控點(diǎn)布設(shè)。在實(shí)現(xiàn)對像控點(diǎn)布設(shè)以后，接下來就是用于拍攝的相機(jī)進(jìn)行全面校檢任務(wù)，校檢的質(zhì)量影響著無人機(jī)拍攝的最終質(zhì)量，它與海洋地形測量的準(zhǔn)確度緊密有關(guān)。其最終目的是更好的增強(qiáng)攝像的清晰度，最大效率的發(fā)揮相機(jī)的工作效率。3.2無人機(jī)進(jìn)行航空攝影在對海洋領(lǐng)域的像控點(diǎn)確定以后，相關(guān)的攝影工作就要按照具體的像控點(diǎn)所進(jìn)行。其具體的操作過程，先要做好對無人機(jī)內(nèi)部的系統(tǒng)定位工作，其次根據(jù)所設(shè)定的像控點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)對海洋領(lǐng)域拍攝，拍攝的影像一定要滿足測量要求的清晰度。同時對相機(jī)的性能也提出了高的要求，這關(guān)系到航空攝影的水平。那么，無人機(jī)的拍攝設(shè)備應(yīng)該選擇那種具有輕型光學(xué)相機(jī)、高分辨率CCD數(shù)碼相機(jī)和激光掃描儀等先進(jìn)的設(shè)備，確保航拍所得到影像的清晰度。其系統(tǒng)應(yīng)該選擇那種具有微型的計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)，這種系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對掃描、拍攝圖像前期的處理加工，并保存處理好的數(shù)據(jù)圖像信息，保證最終測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。3.3制作數(shù)字正射影像圖當(dāng)無人機(jī)在對海洋領(lǐng)域的像點(diǎn)拍攝完成以后，就需要對對應(yīng)的影像上傳處理。使用有關(guān)軟件，將無人機(jī)對海洋領(lǐng)域所測得的方位要素與影像匹配，實(shí)現(xiàn)前方交會，以獲得有關(guān)離散三維點(diǎn)，然后再對獲得的有關(guān)三維點(diǎn)做更深入的探討，采用人機(jī)交互的方式獲得有關(guān)的信息，最終實(shí)現(xiàn)正射影響的制作。正射影像在這里單獨(dú)的提出，其作用直接關(guān)系到海洋地形測量的最終結(jié)果，而且獲得數(shù)據(jù)的精確性和后期的數(shù)據(jù)測量與處理工作有很大關(guān)系，只有獲得精確的信息數(shù)據(jù)，才能為海洋領(lǐng)域的施工建設(shè)進(jìn)行順利推進(jìn)，提供有效的依據(jù)。3.4建立可視模型在對無人機(jī)拍攝到的影像圖進(jìn)行正射影像圖的制作過程中，很多的三維圖像會因此生成，因此在海洋領(lǐng)域進(jìn)行施工建設(shè)中，海洋的地理形狀認(rèn)識，基本上都是建立在三維圖像的環(huán)境條件上，所以為了全面的對海洋領(lǐng)域的地理環(huán)境進(jìn)行分析，那么需要將三維圖像做可視化工作。在可視化模型建立時，需要有比較精確的數(shù)據(jù)信息與熟練的制作技術(shù)，才可以將有關(guān)真實(shí)圖像數(shù)據(jù)和自然信息向測量人員進(jìn)行直接反饋?？梢哉f，建立可視模型，對于海洋領(lǐng)域的地理形狀測量，有著非常大的作用。4、第四章結(jié)束語無人機(jī)技術(shù)發(fā)展非常迅速，在陸地測繪中及其他方面已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用并取得了優(yōu)異的成績，無人機(jī)技術(shù)憑借其高效率