关键词:无人机;测绘工程;运用;
随着我国国家利益的拓展和城市化进程的加快,国家政治、军事、经济各部门需要处理越来越多的测绘地理信息,不仅资料的内容不断增加,同时也有了更多的类型需求。在这种情况下,高效可靠的测绘方法显得尤为重要,而无人机测绘和低空遥感技术的出现为科技进步和现实需求搭起了桥梁。
一、无人机的应用优势
近年来,计算机技术更新迭代加速,微处理技术迅速发展并得以广泛应用,智能化、小型化的高速数据处理方案不断推出并在航空航天摄影测量等方面发挥了重要作用。
1 强大的数据获取与处理能力
无人机摄影测量效率极高,除生成航摄影像数据外,还可根据需要生成电子地图、DEM等各类型数据,多镜头模式设备还可以直接采用三维模拟技术来将监测区域的实际情况展示出来,给相关部门指挥决策提供准确的依据。高精度的飞控技术可以保证测绘信息的准确性,并同步提供数据修正信息,大大增强了数据适用性。此外,无人机飞行高度低,应用时段无严格限制,可规避不利气象条件带来的影响,确保无空中遮挡,获取的影像分辨率也远高于卫星影像和传统飞行航空摄影影像。
2 广阔的监视范围
无人机的监测范围主要取决于其飞行高度和镜头角度,根据监测范围需要可采取高空高速、高空低速与低空高速等飞控方式,结合正射、倾斜镜头的摄影测量组合方式。经过实践分析,单台小型航摄无人机每日监测范围可以覆盖到300平方公里以上,人力占用少,监测效率高。实际作业中,还可根据保障能力采用多架无人机共同作业的方式,将监测范围扩大到万平方公里级,数据采集人员可以直接使用光谱分析检测结果,将这些信息和原有的信息加以整合,实现快速更新态势。尤其在紧急事件应对处理过程中优势突出,短时间即可完成广阔的测量范围,并快速形成清晰的区域地形地貌图。
3 灵活简便的部署方式
无人机的使用受地形、气候、保障能力的限制较小,应用门槛大大降低。设备材质不断升级,塑料、合金、碳纤维及玻璃纤维综合应用使抗风阻、抗干扰、抗毁伤能力得到极大提升。核心处理器成本不断降低,小微企业也可进入测绘领域分得市场蛋糕,有利于区域测绘资源的合理分布。技术成熟度越来越高,飞控技术简易化、智能化操作在新一代设备中已普遍使用,偏移纠正、稳定成像等技术已成为产品标配,比例缩放、三维同步、判读与量算等技术成为行业发展趋势。这些软硬件新技术的不断突破必将引领无人机航摄的蓬勃发展。
?二、系统功能分析与强化
无人机遥感测量系统硬件主要区分倒桅尾,垂直尾和双发型三种不同型号,配备有小型数字相机,能够实现定点曝光摄影以及自动偏旋修正,软件系统能够在测绘过程中根据程序设定实现低高空切换,在区域地理数字化的建设中不仅可以提升测绘成果精度,还可以收集高空影像,发挥着难以替代的作用;动态监测系统可以在测绘工程中快速掌握区域地理资源数量和质量以及分布情况,需求部门可以根据地形的变化趋势进行合理的开发和利用,极大增强工程测绘的可用性;低空测绘系统改变了传统的航拍飞机在低空作业时无法搭载高精度传感器的缺陷,在一定程度上降低了后期图形测量转绘成图的难度,同时也可以实现制作多平台通用国标数据的测绘要求。为进一步增强地形图测量精度,还可以局部地区配合使用无人机在按照预先设定的航点和重叠度进行补测。
无人机航摄对系统自动化运行要求较高,运用map-at/cs系统可大幅提升无人机的自动化操控能力,并有效地提升影像处理能力。尤其在大比例尺测图上有优异表现,能够快速稳定获取高分辨率、高清晰度的影像数据。具体实施中在无人机平台上安装具有自动检校功能的特宽高清数码相机,在收集影像资料的过程中通过该系统同步进行检校,同时运用航片重叠关系来纠正误差,大幅减少了成像系统的重量,可以很好满足无人机低空航测的需求。
在恶劣的山区环境作业时,大型无人机对起降性能要求较高,达不到标准起降条件就会造成设备损坏,而小型无人机的飞行高度较低,容易受风力的影响,在测量准确性和数据精度误差增大,因而需要根据测绘地理环境自然条件合理选择飞行设备,同时数据采集人员可采用补点的方式进行测绘精度控制,确保数据测绘的准确性。综合运用传统飞行航摄和无人机航摄,辅以人工实地精测可有效消除设备技术缺陷带来的不利影响,大大提高航摄影像质量、图形测量精度和成果生产效率。
三、现实应用与发展前景
无人机低空航测凭借其简便灵活的测量方式、专业化水平不断提升的测量设备以及数字化智能化的成果输出系统,以及突出的实用性、创新性在测绘工程各应用领域发挥着显著作用,解决了传统测量工作中的很多技术难题,推动了行业进步。目前,我国数字化城市、新农村建设等领域都已广泛运用低空无人机测绘测量遥感系统准确获取国土资源数量、质量、分布和变化趋势等决策成果,特别是在大型市政工程建设、城市道路规划与布局等方面已形成较为成熟的保障模式。例如:征地测量是将集体所有的土地转为国有土地的必要环节。在实施征地测量时往往会发生土地纠纷。特别是对坡度较大土地的征收,村民希望自己以斜面丈量,而国家规定则是以平面面积作为准确面积。所以采用无人机航测,利用正射影像图勾绘,会大大减少由于面积上的认可度带来村民间的纠纷问题。同时,国土资源监察部门还可以利用该技术及时发现违规违法用地、滥占耕地、破坏生态环境等现象。无人机测绘技术在城市规划管理的应用,见图1所示。
图1无人机测绘技术在城市规划管理的应用
无人机低空航测技术是一项新兴而又快速发展的测绘技术,迅速获得了测绘工程行业领域的认可,但是也同样面临着空域管理限制、数据信息监管和国家安全等方面的问题。相信随着法规制度不断完善和技术水平的持续进步,无人机测绘将会给城市建设和社会管理提供更大的帮助。
参考文献:
[1]姜虹敏.浅谈测绘工程中无人机的运用.2017.
[2]李海洋.张秀英,无人机在测绘工程中应用探讨.2017.
论文作者:亓 彬
论文发表刊物:《工程管理前沿》2019年5卷20期
论文发表时间:2019/12/2
标签:无人机论文; 测量论文; 低空论文; 技术论文; 数据论文; 工程论文; 系统论文; 《工程管理前沿》2019年5卷20期论文;