无人机遥感技术在测绘工程测量中的应用论文_章毅

益阳市国土资源规划设计测绘院 湖南省益阳市 413000

摘要:无人机遥感技术作为常见的策划技术,在实际中有着广泛应用,该技术研究与应用直接影响到我国测绘质量水平的提升。本文以无人机遥感技术为切入点,分析测绘工程测量中无人机遥感技术的应用,并阐述无人机遥感技术应用时注意事项,以供借鉴与参考。

关键词:测绘工程;无人机遥感技术;质量控制

无人机技术逐渐成熟与完善,在实际中得到广泛应用并取得良好效果。工程测量领域中引入无人机技术,可以在空中测量与拍摄复杂地形区域,获得这些地区的详细数据,提高测量工作的质量与效率。无人机遥感技术应用时,要制定合理的测量方案,确保技术应用效果。

1、无人机遥感技术优势分析

从航空摄影测量技术来看,传统的技术通常在作业期间容易受到航空管制和天气状况等方面的限制较大,同时在获取大比例尺以及小区域数据上也具有长周期以及高成本的问题。但是,无人机航空测量技术具有灵活机动以及成本低的特点,使其能够在小范围之内就获取质量非常高的航测影像,进而对传统的航测技术作相应的技术补充。目前,无人机遥感技术主要具有以下几个特点:

飞行高度比较低,通常是低空作业,作业高度通常不超过 1000m,并且在飞行过程中是不受到航空严格管制的。因为其属于低空飞行,故而在获取航测影像时,能获取到分辨率比较高的影像,这比传统航测技术以及卫星遥感技术都要高;(2)成本比较低。这体现在和载人航测飞机相比,培训操作手、维护成本、运营成本以及购置无人机的成本都是非常低的,尽管投入比较少,但还是能够获取到一个高的回报,用户能够自主拥有;(3)适应性比较强。传统航测以及卫星遥感通常会受到云层遮挡的局限,而无人机通常是在云下超低空的飞行并完成作业,几乎不会受到云雾带来的影响,能够根据气候的实时变化来将飞行方案及时调整,从而不会造成不必要且非常大的损失。

(1) 2、无人机遥感数据获取与处理分析

2.1 无人机遥感技术原理

无人机遥感就是将先进的无人驾驶飞行技术、RS 技术、数据传输技术、GPS技术等相关技术进行融合,用其高效率、全自动化、智能化的获取区域土地资源、植被覆盖、农作物信息、灾害影响等空间信息的遥感影像应用技术。无人机遥感系统拥有机动灵活、操作简单快捷、成本较低、成果多样化、分辨率及时相可以满足不同的用户需求等优势,已经成为目前各国研究的热点,现已逐步从研究开发阶段过渡到实际应用阶段,逐步成为未来的主要航空遥感技术手段之一。技术构成如图1所示。

图1 无人机遥感技术构成

2.2 无人机遥感数据获取分析

数据获取主要包括航拍方案制定、空域申请、实地踏勘和场地选取、航线设计、组织飞行作业等步骤,无人机数据获取流程图如图2所示。

图2 无人机数据获取流程分析

2.3 无人机遥感数据快速处理

数字正射影像(DOM,Digital Orthophoto Map)是利用 DEM 对航空像片进行影像纠正、镶嵌、裁剪,得出最终的影像数据。航拍后的数据主要包括原始 JPG格式照片数据,相机 POS 数据。要进行无人机数据快速处理,还需要外业实测的控制点数据。无人机遥感成像工具多采用数码相机,影像幅宽小、数量多,影像有较大畸变差等问题。要想快速获得正射影像就要借助软件进行自动化处理。

3、无人机遥感技术要点分析

3.1 实地踏勘

航拍前,为了无人机起飞和降落场地的选择,以及制定飞行航线,包括飞行应急预案,需要对测区周边应进行实地踏勘。实地踏勘时,使用便携式手持或车载 GPS 设备记录起飞降落的场地以及重要目标的坐标,结合搜集到的地图或图像数据,确定相对无人机航摄时的飞行高度。

3.2 场地选取

按照无人机的起降方式,找出合适的起降场地,一般如果不是应急性质的航摄任务,无人机起飞降落场地应满足以下要求:

①距离机场 10km 以上;

②场地平坦,周围通视条件良好;

③半径 200m 范围内不能有高压线杆、重要设施等;

④将天然地面改造成无人机起飞所要求的设计平面,清除场地内的尖硬物、凸起物;

⑤四周应无正在使用的雷达站、微波中继、无线电通信等干扰信号源。在预选场地测试信号的频度和强度,排查各种不能确定信号源,如果干扰系统设备,须协调排除或降低干扰信号源,必要时,考虑更换起飞场地。

3.3 摄影航线

无人机飞行可以有多种航线敷设方法,常规的航线敷设方法包括航向敷设要求及旁向敷设要求。航向敷设主要是在平行于航飞区域边界线部分,为保证边界上的像片覆盖率满 30%要求,一般设计首末航线在边界线上或者线外。旁向敷设要超出边界线至少一条基线。如果航拍任务有分区,每个分区要保证各自满幅。

目前,大部分无人机数据处理软件都可以实施全自动空三加密,用户只需要按照相应软件格式要求准备好原始影像、POS 数据,相机参数文件、控制点文件,即可通过几步简单设置来进行自动空三解算、自动或半自动像片刺点以及空三成果输出。

4、工程测绘中无人机遥感测绘技术的应用

4.1 获取测绘所需的影像资料

无人机技术的具体应用中,其能够对测绘工作所需的影像资料进行获取。影像资料获取的具体应用主要由以下几个步骤组成。第一步骤,在对绘测区域进行而测量时,应依照具体测绘区域的地势特点进行飞行平台的选择。第二步骤,飞行平台选择后应选择具体的测量技术。由于无人机在飞行过程中的旋偏角较大而像幅却存在较小的特点。故而,可以在对工程测绘的影像资料进行获取时,可以使用空中三角测量技术,对拍摄影像进行具体的纠正和修复,保障区域测绘影像拍摄的全面性。同时,无人机在对工程进行测绘时期,可应利用曝光延迟的拍摄补偿技术,进而保障影像资料获取的质量。第三步骤,在使用无人机技术对测绘工作所需的影像资料进行获取时期,还应对无人机的飞行速度进行趋于匀速的操作,进而保障无人机技术使用中影响获取的清晰度。若无人机使用中,其飞行速度较快将导致无人机拍摄的影像画面模糊,而适宜的飞行速度则能够在极大程度上保障影像资料画面的清晰。

4.2 获取测绘所需的数据资料

在无人机技术具体应用过程中,其能够对测绘所需的数据资料进行获取,具体的操作如以下几个步骤所示。第一方面,数据资料的获取主要使用手动以及自动的技术方式进行,通过两种技术的融合使用,促进不同测量区域工作实施过程中互通与反馈,进而提升数据资料获取过程中的质量。第二步骤,在进行首次数据资料获取后,应进行后续的二次检测。对通过对航行路线进行分解进行二次检测,以保障航线操作的准确性以及全面性。同时,在具体的数据收集处理中,积极对无人机的摄像分辨率进行积极的提升,进而保障数据收集的准确性。第三步骤,在使用无人机技术对测绘工作所需的数据资料进行获取时期,除了对数据资料进行检测,还应利用数据分析技术对检测获取的准备数据进行分析,进而形成精确地数据资料,以保障测绘工作的质量与效率。

结语

总而言之,本文简单概述无人机遥感测绘技术,并详细分析无人机遥感测绘技术存在的不足,联系具体应用过程阐述无人机遥感测绘技术要点,旨在提高测绘质量与效率,推动测绘技术水平的整体提升。希望通过本文论述,为类似研究提供借鉴与参考。

参考文献

[1]张卓.试析无人机遥感技术在测绘工程测量中的应用[J].科技创新导报,2018,15(08):25+27.

[2]李捷斌.无人机遥感技术在测绘工程测量中的实践探索[J].居舍,2018(01):168.

[3]何得跃.无人机遥感技术在测绘工程测量中的应用简析[J].智能城市,2017,3(03):226.

论文作者:章毅

论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第30期

论文发表时间:2019/1/9

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