无人机测绘数据处理关键技术及应用探究 潘尔仁

发表时间:2020/5/20   来源:《基层建设》2019年第33期   作者:潘尔仁
[导读] 摘要:利用无人机代替人工完成测绘工作,具有效率快、精度高、全天候的优点。
        云南地质工程第二勘察院  云南省昆明市
        摘要:利用无人机代替人工完成测绘工作,具有效率快、精度高、全天候的优点。但是无人机测绘所得数据中,可能会包含一些失真的、畸变的或不完整的数据,需要利用专门的测绘数据处理技术进行优化处理。这样一来,才能为人们制定方案计划和开展实际工作提供必要的参考,充分发挥无人机在环境监测、国土测绘等领域的应用优势。本文基于无人机测绘数据处理关键技术及应用探究发展开论述。
        关键词:无人机;测绘数据处理;关键技术;应用探究发
        引言
        在当前的时代背景下,测绘工作者需要充分发挥无人机技术的应用优势,要根据测绘工程的实际需求,选择合适的无人机设备,搭载高分辨率的摄像装置,对目标区域进行全方位的精准测量[1]。同时,要根据实际经验,升级优化无人机的功能设置,提升设备的性能,适应各种环境下的测绘任务,保证工作的安全性和高效性。
        1我国无人机遥感技术
        技术不断创新发展,为了全面发展,世界上各国都进行无人机技术及遥感技术的研究,取得了一定的成果,特别是在军事领域的应用,强化了国防能力。我国无人机技术研发起步晚,但创新能力强,在短短的时间内,就取得了斐然的成就,发达国家差距不断缩小。[2]特别是近些年的发展越来越快,国外很多国家都看好了我国的无人机技术,这也证明我们的无人机技术越来越先进。在投入研发无人机技术的同时,我国遥感技术也在不断进步发展,其创新能力不断提升,在技术融合大背景下,两种技术的结合实现了对各行各业的推动力量,在一个全新的领域不断发展,在抢险救灾、煤矿勘察、远景拍摄、新闻制作等各个领域发挥着重要的作用。虽然无人机遥感测绘技术不断发展,越来越完善,但是在实际应用中,还存在一定的问题,需要通过调整与改进,不断进行完善提升,这样,才能在更加广阔的领域实现普及应用。技术的不足主要体现在飞行和通讯两方面。飞行受到机身影响,无人机自身体积轻,空中风力大,如果操作不当,或者天气不好,就会影响到无人机的飞行,测绘效果就达不到标准要求,只有全面做好设计研究,减轻风力阻碍才能实现广泛应用;通讯主要受到传输的影响,因为无人机要对区域空间进行勘察,各种数据要及时传输下来,进入地面的指挥平台,只有这样,才能实时分析各种数据,为制图做好准备,网络的不稳定,影响了数据的快速传输,特别是对山区的作业,其数据传输速度缓慢,无法保证制图需要。
        2无人机测绘数据处理技术关键
        2.1相机校验
        在使用无人机进行测绘时,与非量测相机的关系是互相配合必不可缺,在无人机的飞行过程中有许多不确定的因素,非测量相机的主距及坐票都只是未知数,如果只是测影像就无法确定像主点位置的坐标,而导致必须内定像。除此之外,非量测相机的镜头畸变差情况很大,就会导致像点坐标出现很大的误差值,要保证其精准,就必须在无人机测绘的工作过程中一边拍摄一边进行校正。一般常用的校正方法有试验场检校法、基于多像自检校正法等。
        2.2数字正射影像技术(DOM)
        通过对航空相片的数字微分纠正与镶嵌,并根据特定的图幅范围对进行裁剪而形成的数字正射影像集,其不仅具有地图几何精度,同时也具有一定的影像特征。无人机航空拍摄产生DOM的过程,主要有DEM数据处理、影像纠正处理、影像匀光匀色处理等,而DEM处理的质量直接影响着DOM的精度。而DOM的产生过程,是人工工作量相对较大的环节,故镶嵌线需要在沿着自然地物的同时,最大程度上避开人工建筑,以保证DOM的接边精度满足实际要求[3]。
        2.3空中三角测量技术
        空中三角测量技术在无人机的数据测绘中又叫做空三加密技术,这个技术在整个数据处理中的地位非常重要。一般是借助相片与所拍摄的目标形成一种空间几何中关系,同时结合部分相片的控制点要素等将外方位的元素计算出来,控制着产品的精准度。

而这些应用都是系统里的软件经过参数设置后实施的,在最初的测绘中不管是摄像像幅还是飞行姿态都会存在误差值,而引入了GPS辅助空中三角测量技术就能够找出系统中的粗差点,根据科学的像算匹配计算从中发现相关思路。真正在实践中需要首先将空三加密,获得了相关的外方位元素持就要将这些数据当成关键性的数据,通过这样的方式来获得精准的匹配度来提升整体的效果。在控制点的实测中主要对象就是需要测量整个地区的周围四个点,通过预测来找到控制点的位置从而实现快速测量的功能,一般在进行控制点测量后,再需要进行检查以及审核,从而来提升空中三角测量的准确率和精准度。
        3无人机测绘数据的实际应用
        3.1矿山测绘
        某地新发现一座矿山,为确保矿山开采安全,需要进行无人机测绘。具体测绘步骤如下:首先,进行无人机航线设计,通过航拍要获取矿山的地形地势、测区总面积、周围交通等数据信息。根据矿山测绘需要,确定无人机飞行的具体参数,包括飞行高度、分辨率等[4]。其次,做好地面控制工作,提前确定好若干个测绘点,方便无人机搭载的高精度数码相机进行数据采集。在完成第一次航拍后,地面控制人员可以对无人机反馈的拍摄信息进行检查。如果测绘数据达不到使用要求,需要调整无人机的拍摄角度、飞行高度,重新进行拍摄,直到获取足够多的测绘数据。最后,将无人机收集到的测绘数据进行整合、分析,得出矿山的具体信息,包括地势特点、交通情况、植被覆盖情况等,为下一步的矿山开采工作提供了详细的指导。
        3.2环境监测
        环境监测是环境保护工作中的重要组成部分,与环境治理水平有着直接联系。经实践证明,利用无人机测绘技术得到的测绘数据产品都有着较高的分辨率,使测绘人员观测测绘情况时会更容易,还能通过影像分析查看环境污染的实际情况。在环境监测领域中,无人机测绘数据产品能够对海洋、水质、固体污染物、溢油、海岸带、植被进行检测还能够通过这些航拍数据对各种影响环境的因素进行快速而高效的定位及处理,起到了保护环境的作用。
        3.3无人机在地形测绘工程应用优势分析
        无人机在地形测绘工程中的应用具有以下优势:(1)无人机能够强烈地给出响应信号。(2)无人机能获得实时数据。无人机能够把数字图像进行有效的转换,把航空测绘和卫星遥感技术相结合,使地形测绘的质量和精度得到提高。(3)无人机能够灵活移动。在实际测绘过程中,无人机能够通过数字成像设备充分发挥垂直成像和倾斜成像的功能。对操作人员的技术要求较低,只要通过专业训练就可以进行测绘。
        结束语
        无人机主要是指不载人的飞机,通过无线电遥控设备进行控制,同时还配备程序控制装置,系统主要包括导航系统、飞行控制系统、数据传输系统以及动力控制系统等。目前,无人机主要有3类,即无人直升机、多旋翼无人机以及固定翼无人机。在测绘行业,主要应用的无人机是后2类,即多旋翼无人机和固定翼无人机。无人机测绘技术是一种集可视化技术和计算机技术为一体的新兴技术,是现代科技进步的体现[5],具有效率高、灵活性强以及准确度高等优势,因而被广泛应用于各个领域中。在测绘领域中,应用无人机是重大的进步。为促进无人机测绘技术更好地应用于测绘行业,对现有无人机测绘数据处理关键技术以及应用进行总结具有重要的意义。
        参考文献
        [1]申景贇.无人机在测绘工程中应用技术的分析[J].冶金管理,2019(19):94+96.
        [2]徐江涛.浅析无人机在地形测绘工程中的应用[J].居舍,2019(29):193.
        [3]刘建国.无人机在测绘工程中的应用[J].智能城市,2019,5(19):70-71.
        [4]牛红艳.无人机航测在大比例尺地形图测绘中的应用探究[J].世界有色金属,2019(16):188+190.
        [5]付岩岩.无人机技术在测绘工程测量中的应用[J].科技风,2019(28):135-136.
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