陕西省水利电力勘测设计研究院 陕西西安 710001
摘要:随着现代化科学技术的快速发展,信息技术在各行各业中的应用更为广泛和深入。无人机航测技术是及通讯技术、航空摄影技术、GPS技术、低空飞行技术为一体的新兴现代化技术,在现代化测绘中取得了显著的成效。本文以无人机航测技术为研究对象,简要的分析了该技术在现代测绘中的应用,该技术因具操作简便、成图快、成本低的特点,更适用于山区复杂的地形地貌区域而具有较广阔的应用前景。
关键词:无人机航测技术;现代测绘;应用
引言
我国测绘技术已经存在了很多年,技术不断优化,应用范围不断扩大,目前已经取得丰富的应用成果,尤其是无人机测绘技术的出现,它为人们的生产生活带来了很多便利,为工程测绘及建设方面提供了技术支持。无人机测绘技术的精度比较高,成本相对低,操作也比较简单,但同时也有一些图像不清晰、角度不正等问题。因此在对无人机遥感技术进行应用时,需要测绘人员在对测绘对象了解的基础上,充分发挥航空测绘技术的优势,选择最佳的测绘方案。
1无人机航测技术概述
近年来,采用航空遥感方式进行无人机的航测技术的实施,得到了十分理想的航测效果。研究热点围绕无人机航测技术的发展和应用展开,从无人机摄影系统组成到无人机航测实际应用等方面,包括对无人机航测技术的研究工作进行了理论探索,取得很多研究成果。运用无人机进行航测,是将无人机作为平台进行航摄系统的运行,使用小型影像传感器以及卫星导航等进行协议操控。无线通信技术应用在无人及行测过程中,对地面影像进行获取。这种航测设计系统的运行具有很多优势,它不会受到外部环境的影响,分辨率更高、作业周期短且成本较低,获取的数据更加精确。因此,在工程农业军事等领域都获得了广泛的应用。无人机航空测量技术的发展,在空间数据的获取和处理上具有更大的优势,同时,通过不断提升遥感数据分辨率等具有自主知识产权的国有化生产条件,使得航测的成本也大大降低。
2无人机航测技术结构组织
主要包括两个方面:首先是硬件部分,该部分由5个构件组成,分别为无人机飞行平台和控制系统、传感器、地面运输与保障系统及监控系统,所有系统互相联合,在无人机飞行时即可共同发挥航测作用,获得相应测绘数据。目前在各个领域中应用较多的主要为倒桅尾型无人机,此无人机平台上搭载拍摄系统属于单反数码相机,为高端摄影系统,拍摄到的影像图质量较好,可以清晰直观展现拍摄区域的详细数据。飞行控制系统包括气压计、自动驾驶仪、高度仪、导航仪等装置,用于飞行期间对无人机飞行范围的控制;地面监控系统中包含监控、通讯等系统,对测绘过程进行监督管理,防止无人机发生故障。其次是软件部分,由于航测期间数据测量、处理流程较为复杂,而且对影像数据质量要求也较高,所以在技术应用时需要在无人机平台设置软件系统,通过软件对航测做出合理规划,确保航摄工作有效进行。配备的精确航摄任务规划软件,主要是用来规划航线自动敷设、拍摄成果统计、航线间距调整、曝光点间距调整、航线架构、统计航线长度与距离等任务。同时配备的有航摄质量快速检查软件,在航拍期间可以对快速拍摄获得的影像质量进行实时浏览与检测,并可以自动批量对影像进行编号,对拍摄图像质量检查后的表单进行输出工作,还能对无人机飞行数据进行检查,确定是否存在数据覆盖情况,如果存在这种情况工作人员可以及时采取补飞方式再次进行航测,确保获得的所有数据均有良好质量;对飞行过程中重叠度、旋偏角进行检查,如果这两个角度偏离航测技术应用标准,工作人员要及时进行调整;航拍获得的图像相邻时,需要对航片宽度参数进行调查,结合数据对两处角度值进行计算,确定是否在合理范围内,若拍摄的原始航片有固定像素,对其重叠度同样可以使用航片宽度数据进行计算。
3无人机航测技术在现代测绘中的应用
3.1航测项目中航线的设计和地面控制
在使用无人机航测技术过程中,先要充分分析测绘范围的实际情况,如矿山地形环境、面积等状况,再根据所掌握的实际情况设计其航线图。在航线设计图中要明确标注出无人机的飞行高度、飞行方向、航线的数量及航拍摄影精度等信息。无人机航测技术的外业操作离不开地面控制,在无人机进行航测过程中,为了保证航测全面覆盖,要开展相应的控制点布设工作。控制点的布设工作是提高无人机航测质量和精度的有效措施,在布设过程中要充分结合测绘区域的基本特,一般按照区域网四角布设平高控制点,并按照一定的间距和航向、旁向重叠的方式布设4条~5条基线。此外,在不同分区影像的结合部位也需要布设相应的像控点,而检查点一般均匀的布设在矿山范围内。
3.2内业中地形数据的采编
在完成上述外业操作的基础上进行内业地形数据的采编工作,在此之前,需要进行空中三角测量工作,计算外业拍摄影像的平面坐标,在处理平台中完成各个像片的拼接工作,并完成同名像点的转点、粗差剔除、像控点联测、区域网约束平差、校正等工作,尽可能的消除相机畸变参数,使其满足矿山地形图比例尺的基本精度要求。在完成空中三角测量数据处理的基础上,将处理后的数据导入MapMatrix4.2软件,进行内定向、相机畸变、去测平均高程等参数的建立工作,并进行矿山地形数据的采编工作[3]。采编工作完成之后,根据自动生成的矿山地形图中所表达的内容进行检查,对发现的问题及时处理,并进行外业调绘工作,调绘完成后再经过上述步骤的操作生成地形图,直至将地形图中的错误逐一调整后,生成最终的地形图。
3.3应用于输电线路
目前电力资源在人们日常生活中有非常广泛的应用,需要供电系统修建大量输电工程供人们用电,其中输电线接线和改线工程施工建设数量最多,此类工程施工量小,但是施工时间非常短,长时间施工易对用户用电质量造成影响,所以对施工区域工程进行测绘时如果使用常规测绘技术容易发生工期延误、数据精度差等问题,因此在输电线路改造工程中积极采用无人机航测技术进行线路敷设相关数据调查,从而更简单快捷、高质量、高效率获得高精度影像资料,推动电力系统智能化的发展。
3.4应用于地震灾害的应急处理
目前,我国有一些地区处于地震区,发生地震的概率比较高,而一旦发生地震就必须对灾区进行及时的监测,以确定灾区的人员的伤亡情况、相关区域内的受灾情况,无人机可以深入灾区进行数据获取,为救援人员提供可靠的数据信息,促进了救援工作的及时开展。
3.5应用于土地利用
在应用常规技术进行土地利用数据勘测时,不仅对当前土地利用情况进行测量,分析情况时还需要结合以往地图资料进行综合分析,不同时期以及不同勘测技术下获得的影像资料存在差异,前后对比分析会出现误差。所以利用航测技术可以在以往测绘影像基础上,再次对当前土地情况进行测绘,在同一技术、比例尺下分析利用情况,所得信息更加客观与直观,按照航测时间排列即可对不同时间的土地利用情况实现有效把握。
结语
伴随科学技术的不断发展和进步,无人机智能航测设备的使用也得到了蓬勃发展,给人们的生活以及工作带来了很大改变。继卫星遥感、大飞机遥感之后,新型航空遥测技术发展起来,例如无人机航测技术,具有机动灵活,实现快速反应的特点,而且精度更高,成本更低。通过实践和理论研究的不断深入,今后对无人机航测技术应加大应用范围,对无人机航测技术的推广,使得人们对无人机航测技术更加提高了认识,促进无人机航测技术实现大发展。
参考文献
[1]吴波涛,刘斌,李云帆,等.差分GPS无人机航测技术测试及分析[J].长江科学院院报,2017,34(1):142-144,154.
[2]曾方荣.矿区地形测量中无人机航测技术的应用研究[J].大科技,2018(26):224-225.