無人機(jī)數(shù)字化建模技術(shù)在廣電工程建設(shè)的運(yùn)用論文
1前言
廣電工程建設(shè)是為了擴(kuò)大廣播電視網(wǎng)絡(luò)覆蓋能力，增加業(yè)務(wù)種類和服務(wù)范圍，提高廣播電視網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)水平，改善服務(wù)質(zhì)量，建造、購置相關(guān)設(shè)備和對(duì)原有廣播電視網(wǎng)絡(luò)設(shè)施進(jìn)行更新改造，形成新的固定資產(chǎn)的生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)活動(dòng)。在廣電工程建設(shè)中，無論是傳輸工程、衛(wèi)星接收工程，還是管道、桿路、接入工程，無論是在工程建設(shè)項(xiàng)目的設(shè)想、選擇、評(píng)估、決策、設(shè)計(jì)、施工階段，還是竣工、驗(yàn)收階段，都需要耗費(fèi)大量人力物力對(duì)工程現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行勘察工作，投入多、時(shí)間長、效率低。隨著科技迅速發(fā)展，利用現(xiàn)代信息技術(shù)改進(jìn)傳統(tǒng)工程建設(shè)管理模式和生產(chǎn)方式，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用創(chuàng)新逐漸成為一種趨勢(shì)。
2無人機(jī)技術(shù)的發(fā)展
無人機(jī)是一種無線遙控的無人駕駛飛機(jī)，已經(jīng)有近百年的發(fā)展歷史了。隨著技術(shù)的逐漸成熟，無人機(jī)大放異彩，引起了各國的重視，開啟了無人機(jī)的快速發(fā)展之路。21世紀(jì)初，機(jī)型更加小巧、性能更加穩(wěn)定的迷你無人機(jī)問世，并在民用方面取得突破性進(jìn)展。2006年，影響世界民用無人機(jī)格局的大疆無人機(jī)公司成立，先后推出的Phantom系列無人機(jī)在世界范圍內(nèi)產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響，大疆研制的Phantom2Vision+還被《時(shí)代》周刊評(píng)為“2014年度十大科技產(chǎn)品”。截至2015年，全球已經(jīng)有32個(gè)國家研制出了50多種無人機(jī)，市場(chǎng)日趨火爆。除了眾所周知的軍事用途，無人機(jī)還在農(nóng)牧業(yè)耕作、新聞?dòng)耙暭o(jì)錄片攝制、救災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)勘察和空中搜尋等領(lǐng)域得到了廣泛且重要的應(yīng)用，尤其在完成各類相對(duì)繁瑣或危險(xiǎn)的海陸空作業(yè)方面具有強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì)。
3無人機(jī)數(shù)字化建模技術(shù)在
廣電工程建設(shè)中的應(yīng)用在廣電工程建設(shè)領(lǐng)域，利用無人機(jī)搭載不同的遙感設(shè)備，可以快速勘察現(xiàn)場(chǎng)情況，大范圍高效采集現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，并通過數(shù)字化建模技術(shù)進(jìn)行量化，可以提供精準(zhǔn)的地理信息和空間物體的幾何數(shù)據(jù)，具有效率高、精度高、安全便捷等優(yōu)勢(shì)。
3.1發(fā)射鐵塔建設(shè)
在廣播電視發(fā)射鐵塔的招標(biāo)文件和合同中，對(duì)塔高、材質(zhì)、焊接方式、基礎(chǔ)頂面水平度、塔身主體中心軸線的垂直度、塔身橫截面的對(duì)角線或邊的長度及偏差、螺栓安裝緊固情況等指標(biāo)都有明確的.質(zhì)量要求。在建設(shè)施工過程以及竣工驗(yàn)收階段，對(duì)這些指標(biāo)的檢驗(yàn)復(fù)核需要施工和監(jiān)理方實(shí)地利用水平尺、鋼尺、經(jīng)緯儀、水平儀等設(shè)備手動(dòng)測(cè)量，耗時(shí)長、精度差，并且難以做到對(duì)塔身的全覆蓋。使用無人機(jī)對(duì)發(fā)射鐵塔基礎(chǔ)及塔身進(jìn)行全面航拍，以大疆無人機(jī)Phantom4Pro為例，可以拍攝近焦距下2000萬有效像素5472×3648的超高清照片，持續(xù)巡航時(shí)間可達(dá)半小時(shí)，最大遙控距離7km，最大飛行高度500m，支持四面避障。無人機(jī)航TerrestrialDigitalTelevision運(yùn)營管理IndustryOperation56.www.rti.cn測(cè)通過區(qū)域網(wǎng)平差計(jì)算與像素匹配確定空間位置坐標(biāo)，精度最高可達(dá)毫米級(jí)，大大減少人為因素的影響。航拍完成后針對(duì)獲取的可見光航攝數(shù)據(jù)，使用專業(yè)數(shù)據(jù)處理軟件對(duì)原始影像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，生成三維模型、地形圖和正射影像圖，形成建筑信息化模型（BIM）等一系列數(shù)字化成果。BIM建模具有可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性、優(yōu)化性和可出圖性等優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，通過相關(guān)聯(lián)的BIM信息模型，可實(shí)現(xiàn)工程設(shè)計(jì)管理、施工管理及運(yùn)營管理等功能。在此基礎(chǔ)上，就可以對(duì)發(fā)射鐵塔工程建設(shè)質(zhì)量進(jìn)行精確管控。
3.2空中監(jiān)控系統(tǒng)
廣播電視工程設(shè)施的維護(hù)中，無論是傳輸線路、配電系統(tǒng)、發(fā)射鐵塔，還是無人值守的高山機(jī)房，都需要派人到現(xiàn)場(chǎng)或者安裝固定攝像頭進(jìn)行監(jiān)控。利用無人機(jī)對(duì)目標(biāo)區(qū)域和物體進(jìn)行多角度超低空飛行，獲取超高清實(shí)時(shí)影像，可以及時(shí)了解現(xiàn)場(chǎng)情況，實(shí)現(xiàn)預(yù)警、管理、巡查等空中監(jiān)控功能。圖1展示了一種無人機(jī)空中監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，通過融合4G高清圖傳設(shè)備，借用4G高速無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸，實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)區(qū)域和物體快速實(shí)時(shí)監(jiān)控。系統(tǒng)既可以接入企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，兼容已有的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，提供720p高清視頻圖像；也可以通過互聯(lián)網(wǎng)，利用電腦或手機(jī)實(shí)時(shí)觀看無人機(jī)拍攝的高清視頻，滿足用戶隨時(shí)隨地了解現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)態(tài)的需求；并且具備可擴(kuò)展性，可以支持多臺(tái)無人機(jī)視頻同時(shí)采集和播放。
3.3災(zāi)害損失評(píng)估
在臺(tái)風(fēng)或地震等災(zāi)害多發(fā)地區(qū)，受災(zāi)后廣播電視工程設(shè)施的損毀需要及時(shí)評(píng)估和修復(fù)，才能保證救災(zāi)的應(yīng)急需求，確保把黨和政府的聲音傳遞到災(zāi)民手中。而災(zāi)后道路和建筑的破壞使善后工作變得困難重重。在這種情況下，使用無人機(jī)是一種廉價(jià)又高效的方式。通過遠(yuǎn)程操控?zé)o人機(jī)快速勘察，提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)，評(píng)估損失，確定受損設(shè)施，組織人力物力搶修搶通，能大大提高工作效率，在分秒必爭(zhēng)的災(zāi)害善后工作中意義巨大。
4無人機(jī)數(shù)字化建模的優(yōu)勢(shì)
傳統(tǒng)的廣電工程建設(shè)，主要依靠設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理人員攜帶測(cè)量儀器進(jìn)行實(shí)地量測(cè)，人力物力投入多、時(shí)間長、效率低、精度差。相比傳統(tǒng)方式，無人機(jī)數(shù)字建模在高效性、精準(zhǔn)性和便捷性等方面優(yōu)勢(shì)明顯。
�。�1）效率高使用無人機(jī)對(duì)目標(biāo)進(jìn)行航測(cè)，成果豐富直觀，作業(yè)時(shí)間短，作業(yè)效率高，可有效減少勘察測(cè)繪的人力、物力及時(shí)間投入。
（2）精度高通過無人機(jī)采集超高清影像數(shù)據(jù)，并使用專業(yè)數(shù)據(jù)處理軟件對(duì)其進(jìn)行處理，可生成三維模型、地形圖和高分辨率正射影像，精度可達(dá)厘米級(jí)甚至毫米級(jí)，有效減少人為誤差。
（3）實(shí)施便捷使用旋翼無人機(jī)搭載超高清相機(jī)進(jìn)行影像數(shù)據(jù)采集，飛行前準(zhǔn)備工作少，對(duì)起降場(chǎng)地要求不高，超低空飛行，受天氣影響小，適應(yīng)性強(qiáng)。
5結(jié)束語
除了上文提及的應(yīng)用，無人機(jī)數(shù)字化建模技術(shù)在廣播電視土方工程、臺(tái)站選址、征地補(bǔ)償評(píng)估等很多方面都能發(fā)揮重要作用。目前，無人機(jī)在廣電工程建設(shè)中還沒有得到足夠的重視，但是隨著廣電事業(yè)和無人機(jī)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，無人機(jī)數(shù)字化建模將在廣電工程建設(shè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
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