测绘工程中无人机摄影测量技术运用分析

发表时间:2020/8/13   来源:《工程管理前沿》2020年6卷第11期   作者:杨小青
[导读] 自改革开放以来,我国城市建设的高速发展,推动了科技水平的不断提高,
        摘要:自改革开放以来,我国城市建设的高速发展,推动了科技水平的不断提高,使人们的生活有了质的飞跃,各行各业也都取得了很大的发展。而摄影测量技术就是伴随着科学技术的发展而产生的一项测量技术,其能够通过一个飞行平台搭载多个传感器有效的实现同步影像采集,由此来获得更加真实的精确的地物信息数据,由于其高效的作业效率,因此被广泛应用在测量工程中,尤其是建筑业中,发挥了非常显著的优势,而伴随摄影测量技术的不断发展,行业标准的不断提高,在清晰度、分辨率方面提出了更高的要求,而无人机摄影的出现很好的实现了这一点,不仅提高了摄影的效率,而且清晰度、分辨率都得到了很大的提高,为我国的测量事业做出了积极的贡献。因此本文中我们主要对无人机摄影技术在测绘工程中的应用进行了简单的分析。
        关键词:测绘工程;无人机摄影;测量技术;运用
        引言
        无人机摄影测量技术在工程测量领域的应用愈加广泛,无人机可以由测量技术人员自由操控,在测量灵活性与全面性方面发挥着重要作用。无人机设备操作具有简便与快捷特点,通过航空拍摄检测能够全方位对测量区域信息进行收集,测量数据的全面性与精准性得以有效提升。但是在工程测量当中还需要对无人机航空摄影测量技术应用的规范与方法进行准确把握,保证测量技术优势发挥,因而对其测量技术进行深入研究对工程测量发展具有重要意义。
        1无人机摄影测量技术简介
        1.1无人机摄影测量技术概述
        无人机航空摄影测量是一种新型测量方式,具有成本低、机动灵活、工作效率高等优点,在小区域和飞行困难的地区可以快速获取高分辨率影像,极大地减少了测绘外业工作量,大幅度提高了工作效率。当前,通过无人机航空摄影测量技术可以较为轻松地获得小于或等于1∶1000比例尺的数字化地图成果。如果采用倾斜摄影测量技术,选择适当的数据处理方法,获得的成果精度会更高。在数据处理过程中,数字化成果的平面精度较易达到规范要求,而高程数据的精度则不易达到。常用的高程数据提取方法有:人工提取法、点云分类法、地面模型提取法等。
        1.2无人机摄影测量技术特点
        无人机摄影测量技术,是以摄影为工具、以测量为目的的一种测量手段,以无人驾驶飞机为飞行平台,以高分辨率数码相机为传感器,通过3S技术在系统中集成应用,最终获取小面积、真彩色、大比例尺、现势性强的航测数据。作为卫星遥感与普通航空摄影不可缺少的补充,主要有以下优点。(1)机动性、灵活性和安全性。无人机具有灵活机动的特点,受气候的影响较小,能够在恶劣环境下直接获取影像。(2)低空作业,获取高分辨率影像。无人机可以在云下超低空飞行,弥补了卫星光学遥感和普通航空摄影经常受云层遮挡获取不到影像的缺陷,可获取比卫星遥感和普通航摄更高分辨率的影像。(3)精度高。无人机为低空飞行,飞行高度在1000m以下,属于近景航空摄影测量,摄影测量精度达到了亚米级,满足1:2000的4D产品的精度要求。(4)成本相对较低、操作简单。使用无人机航空摄影测量系统成本低,耗费低,对操作员的培养周期相对较短,系统的保养和维修简便,无需机场起降。(5)周期短、效率高。对于面积较小的大比例尺地形测量任务,采用全野外数据采集方法成图,作业量大,成本也比较高。无人机航空摄影测量技术将大量的野外工作转入内业,既能减轻劳动强度,又能提高作业的效率和精度。
        2无人机测绘的主要工作类型及技术分析
        这些年来,我国的无人机产业在不断的快速发展,并取得了很好的成果,部分产品甚至已经出口了。相对来说,航测遥感技术是在遥感技术的基础上逐渐发展起来的新型技术,其优点就是可以快速准确的获得有关地理位置的数据。

航测遥感技术的原理是在无人机上装上航空数码相机,并采用相关的技术进行相关的航空摄影,这个技术的作业高度是1000米以下。现如今航空遥感测量技术应用的越来越广泛,已经成为我国必不可少的重要技术支持,不仅给我国的测绘事业积累了很多的技术资源,也促进了我国社会的发展。在测绘工程方面我国也采用了航测技术,主要应用于数字建设城市等。①地形图测绘。首先要根据地形图精度要求,把无人机拍摄的角度和分辨率等进行一定的的调整,在拍摄出正射影像图后,再使用成图软件进行制作合成,进而制作DSM和DLG。②新农村建设测绘。最主要的就是对房屋、电力、交通等进行测绘,在调查时要根据具体的情况进行拉边长,不断地进行改正,这样才能使房屋测量数据更加的准确。测绘出的成图还要根据《新农村建设测绘保障服务技术大纲》来进行执行。③征地测量。征地测量就是把所有的土地集中的上交转化成国家的土地,然后在对这些土地进行测量,主要是保障了国家土地的调成,为经济建设提供了强有力的数据支持。通常来说,村民之间是存在着很多的纠纷的,村民与集体之间也是。尤其是土地征地的坡度比较大,这时的村民都是按照自己的标准来进行丈量,这是行不通的。应该要按照国家的标准来进行准确的测量。这时如果使用航测,利用正射影像图对土地进行勾绘,就会减少村民之间的矛盾,他们更加的认可这种方式。④土石方测量。大家可能也非常的好奇,航测是如何计算出土石的方量呢,其实无人机在飞行过程中,会有一个固定的高度,称之为飞行高度,飞行高度就是和地面保持的一定的距离,所以就可以得到其飞行轨迹,继而制作DEM就能到得高程值,PostFlight Terra3D软件就可以进行。
        3测绘工程中无人机摄影测量技术的应用
        3.1工程测量区域的科学设计的应用
        在无人机摄影测量施工开始之前,要对工程测量区域进行明确,根据工程建设的需求,对测量区域进行科学的设计。对于工程测量区域设计是一项非常精细的工作,这对无人机航空飞行的方案设计有重要的影响作用。首先,对工程建设要求与标准进行分析,然后对工程量进行计算明确,保证工程测量区域规划效果能够满足工程建设的需求。测量区域空间是无人机航空飞行的区域,要对拍摄区域内的所有内容进行分析整合,保证无人机飞行装备能够顺利的飞行,并能够对需要测量内容进行准确、全面的拍摄。因此在工程测量区域设计当中要从整体与细节两个角度综合分析,还要在规划区域内进行形状划分,将测量区域分成正方形、长方形等小结构,为无人机航空飞行提供便利。
        3.2测量区域控制网的科学设置的应用
        建立测量区域控制网,即在测量区域内采用一定的控制测量布点方案建立空中三角测量平差网。在该控制网中,需要利用已知控制点,在测区内实地测定用于空中三角测量网的加密或直接用于测图定向的像片控制点平面位置和高程,以便后期在室内进行控制点加密。计算测图所需的大量控制点和像片外方位元素可以为4D产品生产提供定向控制点和像片定向参数,为测图提供统一的坐标系统,以及在模型中进行地面点坐标计算。针对测量区域控制网的设置,需从整体角度出发,使控制网能够准确的把握住无人机航空摄影测量的所有环节,全面强化测量区域测量质量与效率,避免测量过程中出现问题,影响测量效果。
        结语
        综上所述,无人机摄影测量技术作为一种新兴技术,能够针对环境复杂、范围较大的区域进行测量,其获得的地形图等测绘产品精度较高,能满足大比例尺测图对精度的要求。测量单位可以充分利用无人机航空摄影测量技术优势,将其应用到相关领域的工程测量中,以提高测量工作的质量和效率。
        参考文献
        [1]张涵.无人机在测绘工程中应用技术的分析[J].硅谷,2014,16:127-128.
        [2]曹振宇.自然灾害应急测绘信息服务机制与方法[D].武汉大学,2014.
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