无人机航测在大比例尺地形图测绘中的应用探究 徐琪伟

发表时间:2020/5/20   来源:《基层建设》2019年第33期   作者:徐琪伟
[导读] 摘要:随着科学技术的发展,我国的无人机航测技术有了很大进展,并在大比例尺地形图测绘中得到了广泛的应用。
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        摘要:随着科学技术的发展,我国的无人机航测技术有了很大进展,并在大比例尺地形图测绘中得到了广泛的应用。本文主要阐述无人机在大比例尺地形图测绘中的具体应用。同时,深度结合一些航测实验,对于无人机系统的构造原理和特征做了说明,对于现阶段无人机的不足之处和发展现状做了研究和分析,对于无人机航测在大比例尺地形图的最新测绘成果做出了全面而系统的阐释。
        关键词:大比例尺;无人机航测;应用研究;地形图
        引言
        在我国,有很多的测绘方法,而航空摄影测量方法是较为常见的一种测量方法。近年来,随着相关技术的快速发展,航空测量已经不再局限于小比例地形图测绘当中,在大范围地区中小比例地形图测绘中也有得到了广泛的应用。航空摄影测量相对于传统的测绘技术有着明显的优势,其能够很好的进行数据采集、缩短成图周期并且最大限度的节省人力成本。然而,航空摄影测量有一个很明显的缺点,这个缺点就是没有办法对小范围大比例尺地形图进行测量,主要是受起降条件、飞行高度以及空管调度的影响。在这样的状况下,无人机技术应运而生,很好的解决了这个问题,为大比例尺地形图测绘工作提供了一个很好的方法。
        1无人机航测技术概况
        无人机航测技术是通过无人机飞行技术采集测绘区域的航拍影像,通过对航拍影像数据的处理流程而获得大比例尺地形图以及其他成果图件的新型测绘技术。随着图像融合技术、航空摄影技术、无人机技术以及动态GPS技术的快速发展,逐渐实现了多角度影像匹配等技术,提高了无人机航测技术的精度。随着无人机航测技术广泛的应用于工程测量、测量等各个领域,无人机航测技术的应用流程日益成熟,在大比例尺测量工作中具有明显的优势,主要包括:①明显的缩短了测绘周期,无人机航测技术是以无人机为平台,搭载照相机等仪器获得测绘区域的航拍影像,进而对航拍影像数据处理获得大比例尺地形图,显著的减少了测量人员外业数据采集周期,一般可在3天~5天完成,有效的缩短了测量周期,提高了社会经济效益;②具有高的航拍影像数据分辨率,随着动态GPS技术以及图像融合技术等的快速发展,显著的提高了航拍影像数据的分辨率,分辨率可达厘米级,在后期数据处理过程中能够获得精度更加稳定可靠的测绘数据;③航拍影像数据获取周期短,对大比例地形图测量任务来说,测绘区域的面积不大,能够在3天~5天内完成相应的测量任务,与传统的测量方法相比,无人机航测技术能够在较短的时间内完成外业数据采集工作;④社会经济效益高,建设是具有周期规划的,更早的获得大比例尺地形图有助于建设任务的推进,无人机航测技术能够在较短的时间内获得外业数据采集,与传统的测量方法相比,明显的降低了外业数据采集工作量,减少了测绘成本的投入,提高了社会经济效益。
        2无人机测绘在大比例尺测绘中的有效应用
        2.1地面端的控制系统和装置
        无人机的整个航空测绘体系主要包括地面控制基站和空中的摄影采集系统等等,在建设地面控制系统的时候,要同时包含地面控制软件和数传模块以及与之相配套的计算机硬件等设备。从具体的实践应用中来看,地面控制系统可以有效的给作业中的无人机发出飞行指令,同时对于无人机的具体位置进行定位和回传。由于地面控制软件具备监控和实时显示等特性,对于无人机的具体飞行相关数据和地理位置信息可以通过地面控制系统来进行计算分析,从而做到可以实时调整和纠正无人机的飞行轨迹和路径。无人机的控制系统经过这么多年的发展,已经拥有了非常稳定和成熟的操作体系。它有效地保护了无人机在飞行过程中的安全性,通过数据分析和比对,对于无人机拍摄的稳定性和可靠性都有着巨大的进步。


        2.2空三加密测量
        在完成像控点布设的基础上,按照航测方案进行测绘区域航拍影像数据的采集工作,按照设计的航线方向、旁向重叠度和航向重叠度执行飞行任务。但是在执行影像数据采集工作过程中,由于地形变化较大,植被遮挡等问题的普遍存在,导致测绘区域范围内的部分区域无法获得相应的影像数据,进而在影像数据中出现“留白”现象,降低了无人机航测技术的测量精度。为了有效的消除上述原因的出现,需要进行空三加密测量流程,该方法是以航拍影像数据中的方位元素进行准确预算为基础提出干扰因素的方法,可以有效的弥补因“留白”等问题而造成精度降低的缺陷。
        2.3对数据处理设计工作进行落实
        在大数据时代下,进行测绘时,会产生大量的数据,这与地理信息的服务高低有很大的关系。所以,在此过程中,一定要落实好数据处理的设计工作,这样可以使数据变得更加准确,从而提高地理信息服务效果。主要有以下两个表现:第一,在进行数据处理设计工作中,一定要融入创新理念,这样可以使测绘地理信息数据在进行处理时更加有效,还可以使服务效果大大的提升。第二,在对测绘地理信息进行处理时,还要对大数据时代的发展进行深入的研究,并用大数据挖掘技术以及数据处理技术等对收集到的数据进行高效的处理,从而提高大数据发展下,测绘地理信息服务的质量。
        2.4相应像控点的布设环节
        在实施测量时进行像控点布设是非常重要的,所以在实施布设的时候需要加强对其的注重性,在实施具体布设的时候,需要建立在测绘区域踏勘的基础上,实施相应的布设工作,这样做的主要目的就是能够有效的使测量成果在精度上获得提升。在实施像控点布设的时候,需要注意的是必须要按照相关要求来实施,比如在航向与旁向之间的重叠度需达到70%。在实施像控点布设的时候需要注意的事项很多,注意集中于以下几点。(1)测量区域踏勘。在这一环节之中需要与测量区域中地形地貌所具备的特征相结合,来进行相应的分区,而分区之外布设的像控点,也必需要满足相应的布设条件,尤其是像控点位于航向的基线至少为1条,旁向位置需不少于100m的部位。(2)航线两段的像控点。在对于这阶段像控点布设的时候,需要注重的是左右偏离半径不能大于半条基线的长度;(3)地物地貌的选择。在实施布摄像控点的时候,选择合适的地物地貌是非常重要的,必须要具备明显、无争议的地貌特征作为相应的像控点。(4)像控点的识别度。在航空影像中像控点必须注重易于识别,而且像控点周围的选择的地形地貌变化不宜太大,这样能够有效的使测量精度获得提升。(5)像控点的二次利用。在实施像控点布设的时候,需要对像控点的二次利用实施充分的考虑,所以在布设选择的区域必须注重交通的便利性、易于保存性。
        结语
        综上所述,无人机的测绘技术在测绘周期以及测绘成本和便携性上有着非常大的优势,发展前景非常广阔。随着信息技术的不断发展,无人机的测绘技术也会进一步地提升,不断运用于各行各业中。
        参考文献
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