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摘要:轻小型无人机因其操作简单、成本低、获取的影像又有极高的分辨率,因此,不管是在水利农业工程还是在地理勘测道路建设方面都发挥着极大的作用,甚至在防灾救灾、反恐等方面也发挥着积极的作用。本文对轻小型无人机在现阶段的航摄技术现状及存在的问题进行了分析,并对轻小型无人机在未来的发展提出了一些建议。
关键词:轻小型;无人机航摄技术;现状;发展趋势
引言
随着我国电子技术的飞速发展,轻小型无人机的航摄技术也得到了飞速的发展。而因其所本身具有极高的机动性、良好的环境适应能力,在当今社会也受到了很高的重视。现如今,轻小型无人机已经不仅仅应用于地理信息的绘制,也可以满足军事和民用实际应用需要。轻小型无人机因其在远程遥控、续航时间等方面有了很大的提升,被普遍认为其具有良好的发展前景。
1轻小型无人机航摄技术的发展趋势
(一)提高轻小型无人机航摄效率航摄效率低是制约轻小型无人机发展的主要问题。考虑到未来轻小型无人机的发展前景,解决航摄效率问题是就成为了重中之重。(1)升级飞行平台。现在绝大部分无人机飞行平台都是续航时间在2-3小时,负重5KG以内。所以续航时间长,有效载荷大的无人机将成为未来几年无人机领域的新星,是被迫切需求的对象。因为,怎样提高续航时间、飞行效率以及增大有效载荷都是未来轻小型无人机发展的重点方向。(2)研制高效传感器。实践证明,数码相机是无人机传感器的主要构成,无人机遥感系统的传感器在数码相机中占据了70%以上。为提高成图的效率和精度,研制和使用像幅较大、价格经济实惠的国产数码相机也是今后的发展方向。(二)充分应用轻小型无人机航摄技术充分应用轻小型无人机的航摄技术,也是当下应该发展的方向。未来轻小型无人机的可以向轻小型多视立体航摄仪、热红外成像仪等方向发展。轻小型无人机航摄工作量大,因此应该提前考察好机器的工作环境,尽可能的避开荒漠。高山密林等容易损坏无人机的环境,并安排合适的工作任务,这样才能更好的应用航摄技术。
2无人机系统的组成
无人机低空航摄系统是以无人机为飞行平台,利用高分辨率相机系统获取遥感影像,利用空中和地面控制系统实现影像的自动拍摄和获取,同时实现航迹规划和监控、信息数据压缩和自动传输、影像预处理等功能,是具有高智能化程度和较强作业能力的稳定可靠的低空遥感系统[1]。该系统主要由无人机飞行平台、遥感传感器系统、飞行控制系统、通信系统、数据后处理系统等组成。
3利用无人机航测技术测量土石方量
无人机航测技术进行土石方量的计算,速度快、精度高,完全满足项目生产的需要,整体来看采用该方法有诸多优势:①用无人机进行土石方量计算时不受通视条件的影响,在陡崖等环境复杂区域都可以使用,使用起来更加方便;②处理速度更快,以前需要几周时间才能准确量算土石方量,现在从数据采集到数据处理几天时间即可完成;③获取多种类似数据,可以得到DOM和DSM数据,通过编辑可以得到DEM数据,不仅可以让测区数据在二维环境下展示分析,而且可以在三维环境下进行展示分析。这样能够更加精确界定土石方的计算范围,使计算结果更加精准。
4影像处理
随着轻小型无人机在近几年的广泛应用率的提高,拥有无人机的单位逐渐掌握了对后期航摄影像处理方法。尤其是在测绘工作量大的地理信息系统及其各大系统组织,在无人机影像处理方面有着丰富的实践经验。(1)影像摄影测量软件。例如PAT-B空三软件或是ERDAS软件的LPS模块都可以应用到空三加密和正摄影图像的制作。基于集群网络化的并行计算,也逐渐被应用到摄影测量作业处理中。
一些国外的像数工厂以及中国的科学家们使用网络资源和使用Inpho和PiexelGrid等软件系统,进行并行计算,顺利地进行了影像预处理、正射纠正等一系列问题,极大地节省了人力和物力资源。另外,使用JX—4和VirtuoZo用于测绘矢量地形图,也能获得高质量的处理效果。(2)影像处理精度。根据行业的相关资料,对于无人机产生的数字线划图、数字高程模型和数字正射影像图的精度划分为A类和B类。由于轻小型无人机航摄影像重叠不规则、影像旋偏角较大、相机机型的选择及像控点布设都会影响精度的标准。在影像处理精度方面,平面精度绝大部分可以达到A类标准。而由于影像的飞行质量和清晰度等原因,在高程方面会有不达标的情况出现。所以针对其所产生的精度标准问题,依旧需要继续研究和完善。
5无人飞行器航空测量的要点合作方式
无人机航测通常都是低空飞行,空中飞行便利,受气候条件影响较小,对起降的场地也没有太大的要求,一些平坦的路面就可以实现升降,也不用考虑飞行人员的安全,对现场的实地测量的信息获取也最真实准确。能够解决很多人工探测无法进行探测的地区,操作简单便利,大大增加了信息获取的准确性和实效性,传统的遥感卫星一般会出现两个问题:第一,存档数据时效性差,第二,编程拍摄可以得到最新的影像,但是时间比较长,时效性也不高,无人飞行器就更好的解决了这一问题,可以随时拍摄,快速的得到所需要的成果。相比于人工测量,无人飞行器测量的工作效率也大大的超过了人工测量,不仅效率高,成本还低。无人飞行器势必还是今后发展的重要趋势。
5.1航摄工程测量设计合理准确
在航空拍摄过程中要对拍摄的目标进行精确的计算定位,在拍摄的过程中在对其进行一些拍摄上的设计,通过合理的角度和目标的准确定位来实现拍摄的成品。后期经过合理的计算比例,来进行数据和影像的一比一还原,来提高航摄的精确数据,这不仅要求还原的方式要合理,还要通过航高、比例尺、焦距、和图像质量等要素,来加深设计的合理性,再根据具体的影响来开展数据和图像设计,不能光局限于绘画图纸上,还需要具体性的图像,用科学的方法科学的手段来获取预期的标准,从而实现测量的目的,高标准的、合理的实现作业。
5.2信息的采集数据的处理
在航空摄影测量中,对信息的采集也需要合理的控制,不仅要对图像进行准确的处理,采集的过程也很重要,通过正确的具体,定点找到合理的采取位置,使其最终的效果更加真实、准确,航空拍摄人员不仅要掌握合理的拍摄方法,还要针对不同的高度、不同的地理位置、不同的方位、不同的拍摄方法等来实现数据的采集,将其进行合理的分析和比较,使其任务完美的完成。同时还可以利用摄影仪,对地面进行拍摄,获取信息数据[2]。在这个信息发展的时代,要把数据采集向自动化、信息化、数字化发展,通过科学的手段,达到无人飞行器航摄测量的准确性。
结束语
综上所述,在航空摄影、像控处理、影像处理等方面,与传统航摄相比,既有优势又有缺陷。因此,提高轻小型无人机在远程遥控、续航时间、飞行品质等方面的功能,并加强对相关技术的大力研究,可以更好地提高航摄技术,从而推动轻小型无人机技术在未来的发展。
参考文献
[1]邓云飞.探究轻小型无人机在高位地质灾害调查中的应用[J].中国金属通报,2019(04):233-234.
[2]高宇,郭立超.基于轻小型无人机遥感技术的DEM修正研究[J].西部大开发(土地开发工程研究),2019,4(01):11-16.
[3]王韬.轻小型无人机航摄技术现状及发展趋势分析[J].南方农机,2018,49(20):109-110.
[4]高志强.轻小型无人机航摄技术的现状及发展分析[J].西部广播电视,2018(16):189+191.
[5]王杰.无人机航摄技术在峡山水库测量中的应用[J].测绘通报,2018 (08):150-152.