分析无人机在地形测量中可行性及应用

发表时间:2020/6/1   来源:《基层建设》2020年第4期   作者:查鹏伟 王本顺 胡晓杰 杜如才
[导读] 摘要:无人机作为无人机航摄系统的飞行平台,摆脱了外在干扰因素,在确保测量数据精确性的基础上,使得无人机摄影成像更为高效,减少了劳动成本和提高了工作效率,在摄影测量和地形图测量中探究可行性。
        云南省测绘工程院   650033
        摘要:无人机作为无人机航摄系统的飞行平台,摆脱了外在干扰因素,在确保测量数据精确性的基础上,使得无人机摄影成像更为高效,减少了劳动成本和提高了工作效率,在摄影测量和地形图测量中探究可行性。
        关键词:无人机测量、航测、地形测量中应用
        一.无人机测量技术概述
        1.工作原理
        无人机测量技术中的关键部分就是无人机系统,它是由计算机程控软件操控的不载人飞行器,能够运用计算机影像处理技术对高空拍摄、遥控遥测、视频影像微波传输等途径获取的信息进行高精度分析,通过对坐标数据的提取和精确匹配,直接导入数字化测图,结合无人航拍数据采集成像图和地面实测平面位置的比对分析,合理控制误差,满足测量要求。
        (1)无人机测量技术在地形测量的可行性
        1.安全可靠性。随着科技的进步,无人机内部增设了遥感操控装置,不需要人员进入飞机工作,只需要在地面操作站指挥遥控即可。我国计算机航空技术领域的发展日益迅猛,为无人机的地形测量提供了充足的技术支撑。
        2.机动的灵活性,相较于有人驾驶的飞机,无人机的灵活性能更为突出,一方面,即使没有专用的起降场地,无人机也能够按照预算设定的飞行航线模式进行自主式飞行,并且维持相当高的稳定度,大大的提高了航拍图的清晰度和精准度,可以有效降低运行成本,降低测量难度,另一方面,在无人机完成既定航拍测点的采集工作后,地面指挥站会在第一时间将新的测量航点发送至无人机,避免了无人机的重复降落和起飞动作,增强了无人机操控的灵活性,显著提高了工作效率。
        3.优良的可辨识性。无人机内的高精度数码成像设备具备垂直和倾斜摄影的功能,可以通过低空飞行的方式对地面进行平面影像的垂直拍摄或者多角度倾斜拍摄,有效排除地面高层建筑的视线遮挡干扰,获取地形纹理和分布状况的高清晰成像图。
        4.数据处理费用较低,无人机的操控流程更为简易,简化了规范性操作行为,方便工作人员上手,减少了培训时间,最后无人机机身的材质选用质地轻盈的复合纤维,内部配备了不同种类和功能的摄影设备,各设备之间能够互相兼容,减少了数据处理的高配置投资,同时也降低了日常的维修保养耗费。
        二、分析无人机测量在地形测量中的流程
        1.像控点布设和相机检校
        这一阶段是无人机航测技术的首要环节,直接影响地形航拍成像图的质量,像控点布设,就是利用高精度准度的卫星定位系统对拍照点位置进行确认,随后检验调试用于拍摄的全部相机,同时确保相机的正常工作状态。
        2.航空摄影拍摄方法
        在完成上一阶段的工作后,要对航拍质量进行检验调试,要想提高航拍技术水平,要在像控点位置对待测地形进行反复多次的拍摄试验,根据每次的成像清晰度调整相机的参数,直到获取的影像呈现出最高的清晰度为止,经过多次验证以后和地形勘测数据的直观分析和比对,能够确保精度的准确性。
        3.正射影像图制作方法
        将无人机航拍得到的影像上传至分析处理软件,通过影像投射和测量技术提取数据的方位元素,将其与对应影像进行匹配,得到了大量离散的三维点,对离散点进行排布分析,以无人机交互的方式获取关键信息,为正射影像图的绘制提供数据参考。
        4.可视模型制作
        在正摄影像图的绘制过程中可以获取地形的三维图像,通过对三维图形的可视化处理就能够真实还原地表的影像数据,并辅之以重要的自然和人文信息,实现虚拟的三维飞行,便于直观明了的观察到地表全貌的地形分布特征。
        三、无人机测量技术在地形测量中的应用外业补测的操作
        对云县县城地形进行航拍测量时,一些地形结构属于拍摄的死角或者盲点,地理位置相对隐蔽,无人机的航空摄影范围不能涉及这一领域,这就需要测量人员外业补测工作。外业补测的主要目的就是检查航空拍摄测量结果的准确性,通过部分抽检比对的方式,着重检查较为隐蔽位置的地形测量绘图与拍摄成像图是否一致,及时发现拍摄错误的地方,根据实际测量的结果进行相应的修正和补充,确保测量结果的真实可靠,经检验无人机可以在地形测量中可以应用。
        结束语:无人机测量技术比常规测量技术更具有优势,符合网络信息时代技术要求,可以很好的满足测量精度的要求,大大提高了工作效率,减轻了人员工作强度,减少了数据处理成本,对于地形测量工作意义重大。
        参考文献:
        1.关延峰精密二等水准测量质量控制研究【J】测绘与空间地理信息,2013(04):195-198
        2.林君强数字水准仪在二等水准测量应用的探讨【J】,闽西职业技术学院报,2010(02):116-120
        3.将辉浅谈水准测量的误差控制方法【J】工程技术(引文版),2015(26):137
        4.杨红军浅析水准误差的来源及消除或减弱的方法【J】价值
        地下管线实地调查内容
       
        注:1、表中“△”为调查内容
       
        3.明显点地下管线测量方法
        (1).应用全站仪测量
        对定位后的管线点,使用全站仪采用极坐标法测定其三维坐标,设站点至管线测点的距离不大于150米,测距边长不宜大于定向边长,水平角和垂直角各测半测回,仪器高和觇标高用钢卷尺准确量至毫米,观测值自动记录于全站仪中,管线点平面坐标和高程的计算全部采用统一程序计算机上完成,坐标和高程取位至毫米。
        (2). 应用GNSS RTK测量
        当使用GNSS RTK技术进行管线点测量时,RTK管线点测量流动站观测时可采用固定高度对中杆对中、整平参考站和流动站的设置要符合相应要求。当参考站设于四等以上控制点时流动站至参考站间的距离应小于7.5公里,当参考站设于二级以上控制点时流动站至参考站间的距离应小于5公里。观测管线点时15°以上的卫星数≥6,PDOP值<6.0,管线点观测每个点观测4个观测值,并应取平均值作为定位结果;平面坐标和高程距离到0.001米。最后将采集的数据整理成果,,地下管线测绘成果表主要有管线点、管线段成果表,地下管线数据库成果。文山市地下管线测绘成果表由“煤航管网信息处理系统”自动生成,格式为微软Access数据库,每个采集坐标点对应每个管线点,用地下管线处理软件进行处理如图。
       
        总结:明显管线点调查是一个系统过程,在外测点工作结束后,对全测区进行最终数据检查,内容包括管线调查属性,单位,性质等是否正确,对测点进行精度检查,数据库的录入是否正确等,在完成作业过程中要做到每一个环节完成检查无误后在进行下一个环节的工作,这样才能做到从调查到测点,最后出成果资料正确性。
        参考文献:
        李杰,城市地下管线探测技术及质量控制研究(D)中国地质大学(北京)2013
        王勇,城市地下管线探测技术方法研究与应用(D)吉林大学,2012
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