张东芳
沈阳东方恒达测绘科技有限公司
摘要：当前运用无人机进行航空测量,采用无人机搭载相机,应用十分灵活。例如非量测相机中的系统传感器成本较低,而且具有体积孝质量轻的优势,在进行无人机搭载的时候,使用内存卡安装在数码相机中形成航测相片,通过计算机实现了相片的同步。无人机摄影行测系统作业效率较高,在进行飞行的过程中,任何高度都可以将交汇精度和立体覆盖面积加以行测,而且能够满足大比例尺航测的技术要求,将摄影像素进行提升。当前在很多领域进行工程测量,都发挥了巨大的作用。通过完善的作业规范,在无人机摄影测量系统运行过程中,实现了更科学、更高效的测量效果。
关键词：无人机；低空遥感技术；大比例尺地形图；测绘应用
1无人机遥感系统的构成
1.1遥感信息采集系统的组成
遥感信息采集系统是无人机低空遥感系统中的一大构成部分。其中，对于遥感信息采集系统，它是由三大子系统共同构成的，包括地面监控系统、飞行控制系统、无人机遥感平台。
1.2遥感信息处理系统的组成
遥感信息处理系统是无人机低空遥感系统中的另一大构成部分。其中，在遥感信息处理系统中，有多个子系统，如全数字立体测量系统、空中三角测量系统、遥感相片处理。①遥感像片处理。遥感相片处理就是一种的像片文件，通过将多个初始文件作为主要依据，如相机检定参数、任务航摄规范表等，能够对原始像片进行多种不同的处理，如畸变改正、预处理、拼接、质量检查、航带整理等。②空中三角测量系统。通过运用整理好的航带列表，能够对航线之间的相互关系进行有效确定，内定向影像，通过有效布设不同影像之间的连接点，有效量测像控点等，能够对三维立体模型进行勾选构建，同时进行有效定向模型，产生精准的核线影像。③全数字立体测量系统。在全数字立体测量系统中，具有软件模块、各种硬件，其中硬件包括三维鼠标、手轮脚盘、专用立体观测设备等。
2无人机航测技术的地形图测绘应用
2.1航线设计和控点布设
在进行航线设计的时候,地面分配率一般为14cm。根据1:2000比例尺进行测序具体情况的量测,摄影比例尺设计为1:20000,测量的形状和范围分别按照区域性进行划分,共设计了四条航线。测区共覆盖有160张航片,30%旁向重叠,70%航向重叠。运用GPS进行风控管理系统的运行,采用定点曝光技术,使得旋片角<8°。
在空中三角测量上区域测量,覆盖了整个控制点坐标系成像及和质量差,且飞行状态和环境干扰,通过光束法进行区域内的三角测量,提高了影像质量。在没有提供精确的内方位元素基础上,使用航空数码相机精度提高,拍摄结果规范,能够对误差进行处理,解决在飞控条件下情况较为复杂的问题。光束法区域网平差,通过自校光束自动抵偿提高评查质量,得到了模型之间的平移旋转光束方程最佳交汇,相片的外方位元素和加密点坐标进行了确定之后,清晰度大大提高。
传统的光束法,在网平差的基础上进行了航线控制点的构造。附加参数,对于影像进行欺骗纠正,经过区域网平差的评查软件运行,其流程如下,首先进行像控点的布设,在进行布设的过程中,相邻几条相控点分别位于平衡航线中,按照区域网进行平高控制点的布设之后,在进行不规则区域网内的凹凸角。平高点增补之后,为了方便无人机航测的考查,在试验中进行了多个外业观测,平高像控点的布设较为密集。
2.2影像数据的采集与整理
在绘图过程中,图像数据的采集是绘图的关键步骤,在进行采集数据之前,必要的准备工作就显得十分重要,决定后面采集的数据是否能用。采集数据之前的第一步就是将DJIGD软件接入无人机,对无人机进行飞行前的指南针校准,其次就是检查SD卡是否可用,还要检查无线电传输信号是否能准确接收,然后采用Altizuree软件进行此次飞行的航线路径设定,根据具体的测区范围进行飞行区域划分。例如测量区域的特点是东西方向宽,南北方向窄,可以将测区按东西方向化为五个区域,每个区域都是一个飞行架次。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆同时,在飞行航拍采集数据时要合理设计图像重叠度和飞行高度。最佳的图像重叠度就是采用设定航线重叠度85%和旁像重叠度为80%,高度要根据具体的地形进行设定。最后在按照设定好的路线起飞无人机,通过控制系统对无人机进行操控,并在远端实时查看利用无人机采集数据的具体情况。
2.3进行处理数据
飞行结束后要对采集的数据进行整理和处理,首先要导出拍摄的照片,并且需要把拍摄有像控点的照片挑选出来,再在每组像控点照片中选出六张照片进行备用,而像控点尽可能的留在照片中间,以避免照片畸形带来的影响,然后利用摄影测量自动建模软件对挑选出来的照片进行处理,为保证最终的得到数据精确,就要利用相片的曝光点对影像进行精确的处理,删除多余不要的影像。最后将像控点的数据软件中进行刺点处理,刺点位置尽量保证在照片中间取得。获得精确的数据之后要对数据进行计算,以便得到最终结果,而数据的处理方式主要有空三解法、点云加密,每种计算过程都需要通过专业的摄影测量处理软件自动完成,在软件上直接得出DSM与DOM数据结果,以供人们能够更加直接的观看数据结果,利用软件进行处理数据处理,在一定的程度上减轻了人工计算的难度以及人力制作成本。
2.4绘制地图
将上述计算得出的DOM数据直接输入ArcGIS软件中,将房屋、桥梁、道路、悬崖、山坡、树林、水泥、草坪等等具体的物体图层分别建立出来,并且依据DOM数据的分层矢量化处理。并且要把在野外采集的建筑物以及山丘草坪的具体特征点绘制到ArcGIS软件中,将其数据特征与摄影测量矢量化后得到的特征点进行对比,依照对比结果对DOM矢量化后的数据进行对比纠正图形,以此将矢量化后的结果进一步精确,得到更加准确的成果图。为了获取测量地区有关地形地貌的高程数据特征所采用的方法是利用DSM软件以及在现场勘查时所收集有关地形地貌的高程数据。并将数据也输入ArcGIS成图软件中,将地形地貌数据特征绘入地图中,并将最终是矢量化结果转换到CAD中,在依照最终成图要求对地图进行修饰整理,最后将成果保存为DWG格式。
3无人机航摄大比例尺地形图精度优化措施
3.1尽量做到先像控后摄影,提高像控点精度
像控点精度直接影响测图精度。像控点的精度一般包含两个方面,一是像控点的测量精度,二是像控点影像目标精度。前者误差主要来源于像控点测量,目前采用GPS-RTK技术测量精度相对较高;后者主要是像控点布设大小及地表影像纹理的丰富程度,随着不同地形情况其精度影响有所不同,为了控制像控点影像目标精度,建议将像控点目标宽度选择在1～2个最小分辨率,才能保证目标的清晰。
3.2定期检测相机,提高畸变参数精度
无人机航摄采用的是非量测相机,影像畸变相对较大,且不稳定,建议牢固固定相机镜头,使其左右、前后不晃动,不伸缩,其次还有定期检校相机畸变参数,保证畸变参数精度。
3.3优化相机航摄参数,提高影像清晰度
影像清晰度受飞机飞行速度、相机快门速度、光圈值和感光度、天气等因素影响,选择天气条件好的时间段设置合适的相机参数进行航摄。以索尼A7R2型号的相机为例,在拍摄时照片的光圈值处于5～8之间,照片质量相对较好,图像色彩信息比较丰富。
结论
小型无人机的诞生,是社会进步的象征,是科技研发的成果。我们享受着科技带来的便利,同时也利用科技的成果改变我们的生活。利用无人机航拍测量,将地图更加精确地绘制出来,为人们的生活带来便利,也为科技的研发提供途径,将无人机系统进行进一步的改良,实现以新技术为依托,并且在保证测量精度的情况下,使绘制地图变得更加高效,更加快捷,并在很大的程度下改进现有的作业技术。
参考文献：
[1]周小杰,胡振彪,乔新.无人机倾斜摄影技术在大比例尺地形图测绘中的应用[J].城市勘测,2019(01):63-66.
[2]侯莉.无人机在大比例尺地形图测绘中的应用[J].华北国土资源,2018(06):59-60.
[3]冯冲.无人机在大比例尺地形图测绘中的应用与分析[D].北京建筑大学,2017.
论文作者:张东芳
论文发表刊物:《中国西部科技》2019年第22期
论文发表时间:2019/11/26
标签：无人机论文; 测量论文; 遥感论文; 数据论文; 精度论文; 比例尺论文; 系统论文; 《中国西部科技》2019年第22期论文;