摘要:无人机影像处理技术在测绘工程中的应用,使得当代的建筑建设测绘工作面目焕然一新,节约人力、物力、财力、时间的同时也提高了精确度,使得测绘工程进入了一个新的纪元,极大地方便了人们的生产生活和国家的建设工作。文章探讨了无人机影像处理技术在测绘工程中的应用。
关键词:无人机影像技术;测绘工程;应用
1 引言
在我国经济高速发展的时代背景下,各个行业相继增加了对地形图的需求。传统的地形测量中主要采用全站仪、经纬仪等,还有近些年兴起的GPS、RTK来进行野外数字测图。这种传统的地形测量方式前期投入人员相对较多,工作效率低下。在实地测量过程中还面临着许多困难,比如有些山区GPS无信号等。因而借助无人机航空摄影测量技术能够充分利用其速度快,成本低,效率高,精度高等诸多优势,全面提升中小区域地形测量的质量。
2 无人机测绘技术的特点
2.1 测量范围广
传统的人工测绘方式主要是通过工作人员携带测绘仪进行实地测量,受测量环境的影响测量范围很难扩展,对测绘工作造成很大影响。采用无人机测绘技术可以很好地解决这些问题。测绘时可以采用多台无人机同时工作,可以根据不同的测绘环境在不同的航拍高度进行准确监测和测量,提高测绘范围、数据准确度高且测绘工作效率高,无人机测绘通过光谱对数据进行分析,对多项数据进行高效处理,可以得到大范围的区域监测信息。无人机监测技术还可以同时处理多项数据,利用三维仿真模拟技术,结合原有数据库信息对监测信息进行宏观展示,提高测绘部门的工作质量。
2.2 测绘成本低
大型项目的规划期受项目环境的影响,测绘测量范围大且测绘测量的内容多,如果采用人工测量的方式,在项目成本上会加大人力成本,有可能会超出项目投资预算,影响项目开发的经济性和安全性。利用无人机技术开展测量工作,每天可以完成几十平方公里的测绘工作,能在短时间内完成测绘工作,节省很多人力成本,且能够很好地控制测量设备的损耗。所以无人机技术会成为测绘工程的发展趋势。
2.3 快速的响应能力
采用无人机进行测绘工作时,通常无人机是低空飞行进行测绘的,其具有对飞机起降落场地要求低、申请空域方便、起飞准备时间短、受天气影响因素小等特点,大大节省了测量时间。
3 我国无人机技术
对于无人机技术方面的研究,国外很多国家在很早以前就开始了相应的研究工作,但我国在此方面,起步时间相对较晚,和国外一些发达国家相比还有很大的差距,但是随着我国在此方面的研究不断深入,取得的成就也非常显著,特别是近些年来无人机技术获得了突飞猛进的发展,这更加体现出我国科学技术高速发展的巨大推动作用。在无人机技术高速发展的过程中,我国遥感技术也获得了极大提升,如何实现遥感技术与无人机技术的高效融合,成为重要的发展方向,不仅能够针对测绘区域开展无人机驾驶,还能有效提高作业效率,应用范围也会得到进一步拓展。由于国内的研究还非常有限,因此还存在一些不足,特别是通讯和飞行方面还亟待提升,无人机由于自身体积较轻,空中飞行受到风力影响较大,导致飞行过程中出现不稳定的情况,这不利于测绘工作的有效开展,所以在今后无人机研究过程当中,科研团队应当设计出更加科学合理的外形,控制风力因素对于无人机遥感测绘造成的不利影响,同时,还应当进一步强化通信方面的研究,应用先进的通讯技术,确保无人机测绘工作的高效开展,提高工作效率,保证工作质量。
4 无人机影像处理技术在测绘工程中的应用
4.1 无人机测绘数据获取
采用当地测绘局工程测绘院建立的CORS网来实现数据的获取与修正,高程基准采用1985国家高程基准。飞行平台选用快眼Ⅱ型无人机,进行矿山地质地貌测绘时,无人机配置高清摄像机佳能EOS5DS,其像素可达到5060万。充分利用无人机遥感技术,以瓦片形式产生测绘信息,该瓦片信息可以切割正射影像数据文件,利用百度地图浏览切割后的文件。利用微型无人机控制系统进行数据采集,完美的结合测量技术和摄影技术,将获取的影像信息采用空三算法完成原始照片的拼接、纠正等操作,并对测绘信息进行自动校正,优化区域网信息,将测绘信息以标准化格式进行输出。测绘得到的图像信息还可以自动划分色区,对测绘结果进行自动修正,快速生成矿山地质测绘图像,获得良好的卫星遥感影像,有效提高测绘工作的质量和效率。
4.2 对无人机拍摄数据的处理
无人机拍摄和传统方法有很大区别。无人机没有规则的数码影像排列,角度也比较大,有很多重叠拍摄的影像,因此会产生畸形的问题,无法准确地传递空中三角测量数据,也会增加空三自动转点的失败次数,造成人工矫正的工作量增大,导致在进行立体测图的过程中需要对模型进行更换,工作效率大大降低。 如果控制点的密度非常大,就会造成区域网平差后的精度比较高。 在后期布置控制点的时候,需要加大布置密度,以确保精度要求。在此区域之内需要进行精密的测图工作,只有这样才能保证测图的准确度,可以依照相关要求进行测图。 在进行项目测图的过程中,一个像控点往往需要四条基线进行确定,如果基线的数量超过了四条,在加密的过程中无法获取准确的数据。 特别是在高程精度测量的过程中,如果模型出现了一定的误差,就会影响测图的接边,对立体像产生很大的影响。 由于相幅比不大,还容易受到大气气流的影响,在加密的过程中一定要注意外像控点的密度,密度越大,精度越高。
4.3 无人机航空摄影
综合考虑到本次测绘地区地形起伏较大,气候不稳定等综合因素的影响,在本次无人机航空摄影测量技术的应用中采用工作效率高,数据效果好的CW-10小型固定翼无人机来完成相应的航测工作。这次作业使用CW-10搭载总像素1.2亿的五拼相机进行原始影像获取,使用差分GPS方式获取影像外方位元素,完成三维建模和立体测图。CW-10搭载五拼相机,只需一条S形航线即能覆盖被拍摄物体所有外表面,一次航飞同时获得倾斜与正摄两套完整数据,相机成像质量有保证,成图三维效果好。为了全面提高本次航测结果的准确性,降低成本,在本次任务执行过程中,分4个不同架次拍摄,无人机将飞行共计8条不同航线,实际航飞面积控制在5.5km2。为了提高地形测量的精度,在测区共拍摄了452张无其他遮挡,图片色彩清晰,图片色调正常且没有明显反差的不同航空影像。
5 结束语
总之,在工程测绘过程当中,无人机测绘技术发挥着非常重要的作用,不仅是测绘工作的效率大幅增强,而且操作起来非常便利,因此相关企业应当大力推广。近年来,虽然我国无人机技术取得的成就非常显著,但为了进一步提高工程测绘水平,在无人机测绘方面还应当进一步加强相应的研究工作,促进无人机测绘工作的高效发展,让我国无人机技术领先于世界,上文中主要对我国无人机技术在测绘工程中的应用进行分析探讨,希望无人机技术的应用提供一定的参考与借鉴意义。
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