无人机数字化建模技术在广电工程建设的运用

1前言

广电工程建设是为了扩大广播电视网络覆盖能力，增加业务种类和服务范围，提高广播电视网络的技术水平，改善服务质量，建造、购置相关设备和对原有广播电视网络设施进行更新改造，形成新的固定资产的生产和经济活动。在广电工程建设中，无论是传输工程、卫星接收工程，还是管道、杆路、接入工程，无论是在工程建设项目的设想、选择、评估、决策、设计、施工阶段，还是竣工、验收阶段，都需要耗费大量人力物力对工程现场进行勘察工作，投入多、时间长、效率低。随着科技迅速发展，利用现代信息技术改进传统工程建设管理模式和生产方式，实现应用创新逐渐成为一种趋势。

2无人机技术的发展

无人机是一种无线遥控的无人驾驶飞机，已经有近百年的发展历史了。随着技术的逐渐成熟，无人机大放异彩，引起了各国的重视，开启了无人机的快速发展之路。21世纪初，机型更加小巧、性能更加稳定的迷你无人机问世，并在民用方面取得突破性进展。2006年，影响世界民用无人机格局的大疆无人机公司成立，先后推出的Phantom系列无人机在世界范围内产生深远影响，大疆研制的Phantom2Vision+还被《时代》周刊评为“2014年度十大科技产品”。截至2015年，全球已经有32个国家研制出了50多种无人机，市场日趋火爆。除了众所周知的军事用途，无人机还在农牧业耕作、新闻影视纪录片摄制、救灾现场勘察和空中搜寻等领域得到了广泛且重要的应用，尤其在完成各类相对繁琐或危险的海陆空作业方面具有强大的优势。

3无人机数字化建模技术在

广电工程建设中的应用在广电工程建设领域，利用无人机搭载不同的遥感设备，可以快速勘察现场情况，大范围高效采集现场数据，并通过数字化建模技术进行量化，可以提供精准的地理信息和空间物体的几何数据，具有效率高、精度高、安全便捷等优势。

3.1发射铁塔建设

在广播电视发射铁塔的招标文件和合同中，对塔高、材质、焊接方式、基础顶面水平度、塔身主体中心轴线的垂直度、塔身横截面的对角线或边的长度及偏差、螺栓安装紧固情况等指标都有明确的质量要求。在建设施工过程以及竣工验收阶段，对这些指标的检验复核需要施工和监理方实地利用水平尺、钢尺、经纬仪、水平仪等设备手动测量，耗时长、精度差，并且难以做到对塔身的全覆盖。使用无人机对发射铁塔基础及塔身进行全面航拍，以大疆无人机Phantom4Pro为例，可以拍摄近焦距下2000万有效像素5472×3648的超高清照片，持续巡航时间可达半小时，最大遥控距离7km，最大飞行高度500m，支持四面避障。无人机航TerrestrialDigitalTelevision运营管理IndustryOperation56.www.rti.cn测通过区域网平差计算与像素匹配确定空间位置坐标，精度最高可达毫米级，大大减少人为因素的影响。航拍完成后针对获取的可见光航摄数据，使用专业数据处理软件对原始影像数据进行处理，生成三维模型、地形图和正射影像图，形成建筑信息化模型（BIM）等一系列数字化成果。BIM建模具有可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图性等优势特点，通过相关联的BIM信息模型，可实现工程设计管理、施工管理及运营管理等功能。在此基础上，就可以对发射铁塔工程建设质量进行精确管控。

3.2空中监控系统

广播电视工程设施的维护中，无论是传输线路、配电系统、发射铁塔，还是无人值守的高山机房，都需要派人到现场或者安装固定摄像头进行监控。利用无人机对目标区域和物体进行多角度超低空飞行，获取超高清实时影像，可以及时了解现场情况，实现预警、管理、巡查等空中监控功能。图1展示了一种无人机空中监控系统结构，通过融合4G高清图传设备，借用4G高速无线网络进行传输，实现对目标区域和物体快速实时监控。系统既可以接入企业内部网络，兼容已有的监控网络设备，提供720p高清视频图像；也可以通过互联网，利用电脑或手机实时观看无人机拍摄的高清视频，满足用户随时随地了解现场动态的需求；并且具备可扩展性，可以支持多台无人机视频同时采集和播放。

3.3灾害损失评估

在台风或地震等灾害多发地区，受灾后广播电视工程设施的损毁需要及时评估和修复，才能保证救灾的应急需求，确保把党和政府的声音传递到灾民手中。而灾后道路和建筑的破坏使善后工作变得困难重重。在这种情况下，使用无人机是一种廉价又高效的方式。通过远程操控无人机快速勘察，提供关键数据，评估损失，确定受损设施，组织人力物力抢修抢通，能大大提高工作效率，在分秒必争的灾害善后工作中意义巨大。

4无人机数字化建模的优势

传统的广电工程建设，主要依靠设计、施工、监理人员携带测量仪器进行实地量测，人力物力投入多、时间长、效率低、精度差。相比传统方式，无人机数字建模在高效性、精准性和便捷性等方面优势明显。（1）效率高使用无人机对目标进行航测，成果丰富直观，作业时间短，作业效率高，可有效减少勘察测绘的人力、物力及时间投入。（2）精度高通过无人机采集超高清影像数据，并使用专业数据处理软件对其进行处理，可生成三维模型、地形图和高分辨率正射影像，精度可达厘米级甚至毫米级，有效减少人为误差。（3）实施便捷使用旋翼无人机搭载超高清相机进行影像数据采集，飞行前准备工作少，对起降场地要求不高，超低空飞行，受天气影响小，适应性强。

5结束语

除了上文提及的应用，无人机数字化建模技术在广播电视土方工程、台站选址、征地补偿评估等很多方面都能发挥重要作用。目前，无人机在广电工程建设中还没有得到足够的重视，但是随着广电事业和无人机技术的进一步发展，无人机数字化建模将在广电工程建设领域得到广泛应用。

作者:龚勇 单位:广东省新闻出版广电局