无人机测绘数据处理关键技术及应用

发表时间:2020/9/3   来源:《基层建设》2020年第11期   作者:容裕君
[导读] 摘要:随着社会的发展,科技的进步,各个领域都逐渐采用了新技术、新手段来应对生产和工作,其中无人机技术是新时代中较为突出的高新技术,发展至今,已被运用到无数领域,展现出了非比寻常的能力,且其潜力还尚未挖掘完全。
        桂林市国土资源规划测绘院  广西桂林  541004
        摘要:随着社会的发展,科技的进步,各个领域都逐渐采用了新技术、新手段来应对生产和工作,其中无人机技术是新时代中较为突出的高新技术,发展至今,已被运用到无数领域,展现出了非比寻常的能力,且其潜力还尚未挖掘完全。无人机技术的主要能力是对各项数据进行实时监控并高效收集,将此技术运用到测绘工程中,可以对各项测绘数据进行更加全面有效的收集,同时也提高了处理测绘数据的效率。无人机测绘技术有着反应灵敏、工作效率高的特点,在测绘工程中应用广泛,也是未来测绘工程的主要发展方向。本文通过对无人机测绘数据处理中的关键技术进行分析总结,并讨论其实际应用,可供相关人员参考。
        关键词:无人机测绘;数据处理;关键技术分析;应用实例
        无人机测绘技术可以说是将网络、PLC、电脑及多种信息技术结合的一种高新技术,其相对于以往的测绘工具更加智能化、高效化,并且无人机测绘技术还在不断的发展和改进,有着非凡的潜力。就目前来看,无人机测绘技术在处理各项测绘数据方面工作效率较高,同时其数据处理的精准度也很高,不容易出现错漏,能够更好的帮助工作人员获取精确的数据信息。特别是在一些地形复杂的区域展开测绘时,无人机测绘技术具有非常大的优势,得到了有关部门的偏爱。为了更好地使用无人机测绘技术,我们需要对其数据处理的关键技术进行解析。
        1.无人机测绘数据处理关键技术解析
        1.1数字DEM技术
        数字DEM技术是指以空三加密为基础,采集固有影像后通过核线影像制作出模型的技术。此技术主要针对复杂的地理环境数据进行分析,或者是制作地形地貌变迁的模型。它能够最大化的还原出真实的地形地貌,是一种可以对真实物体进行数字化模拟的技术,该技术还可以根据工作需求,对模型数据进行处理和修改,也就是说还可以手动调整无人机测绘的影像数据缺陷。而且该技术使用起来也很方便,可以根据实际情况对软件进行编辑处理,使其能自动对测绘数据进行建模和修改。除此之外,在DEM和BIM技术结合后,可以以测绘数据作为参考依据,利用电脑中的相关软件建立三维模型,无人机的高分辨率完全能够支持系统还原最微小的测绘细节,这也是无人机测绘实用价值的体现之一[1]。
        1.2数字DOM技术
        数字DOM技术也是以空三加密技术为基础,对采集到的数据进行分段裁剪和处理,以保证图像的品质和精确度。数字DOM技术通过对无人机测绘采集到的影像数据进行数字化处理,并且根据对应的范围对处理后的测绘数据做出数字正射影像,该项测绘数据处理技术不仅具有一定程度的影像特征,还有着地图一样的几何精度。在数字DOM技术的处理中要注意两点:一是在无人机测绘进行关于DOM的工作时,其内容包括了DEM数据处理、影像纠正处理、影像匀光匀色处理等,也就是说DEM处理的质量直接关系到DOM的处理。二是在DOM产生的过程中,需要工作人员严肃认真的对待,将测绘时包含的高架桥、山壁等自然造物和人工建筑进行标注,以保证DOM的边界精度。
        1.3动态PPK技术和惯性INS技术
        现如今,在测绘工程中使用的无人机体积小巧且质量较轻,这点有好处也有坏处。在大风大雨大雾等天气,无人机受到空气强流的干扰较大,对无人机测绘的数据收集很不友好。而动态PPK技术能够有效的应对此种状况,该技术利用对接机和多台流动设备设施,对GPS进行精准定位,能够对天气原因造成的测绘误差进行处理。使用动态PPK技术,不仅在工程测绘时对外界环境的要求极小,其工作半径也大,高达30km。而惯性INS技术是一种自主式的导航系统,工作时不向外界辐射能量,也不依靠外部信息的辅助,与动态PPK技术结合,能够在测绘时获得精度更高的测量数据,还可应用于空中的三角测量[2]。
        1.4实景三维立体模型技术
        在一些测绘范围巨大,或者进行城市测绘时都会采用实景三维立体模型技术。该技术是通过信息和数据结合的方式对测绘数据进行处理,再以此为基础建立整个模型。这种实景三维立体模型技术与以往的固有处理技术有很大的不同,实景三维立体模型技术能够根据无人机测绘采集到的测绘数据,处理后得到实景三维模型,将地理信息可视化、直观化,能为数字城市等应用提供技术支撑。


        1.5空三加密技术
        在前文中已经介绍,数字DOM技术和数字DEM技术都是以空三加密为基础,其中空三加密技术就是一种航空三角测绘技术,该技术在整个无人机测绘中有着重要意义。三角测绘技术利用相片和测绘目标建成空间几何方位,根据无人机航摄时相机摄影中心的坐标利用共线方程来计算被摄地形点的坐标,以便对测绘数据的精确度进行把控,而相关工作人员的工作内容相当简单,只需将参数设定好后启动计算便可实现以上内容。在无人机引入测绘工程时,无人机的飞行相幅和姿势都会对测绘数据造成影响,而GPS辅助空中三角测量技术的运用,能够降低因无人机飞行姿态信息获取不精确产生的系统误差,从而大幅提高航空摄影测量影像精度[3]。
        1.6相机校验技术
        在进行无人机测绘时,通常会在无人机上安置小型的非量测相机,这种非量测相机会在遭遇突发状况时启用,它能够在高速运动中进行连续拍摄,且分辨率较高,是无人机测绘采集数据的主要工具之一。但是通过非量测相机进行拍摄时,由于光学镜头的制造误差,使得拍摄出的相片影像发生畸变,获得的影像误差明显。而相机校验技术能够对拍摄出的相片影像进行修正,常见的修正方法有自检修正法、实验场修正法、多像灭点修正法等。其中修正流程大致是:(1)选取附近的一处目标,使用数码相机拍摄该目标。(2)在无人机高速飞行的情况下拍摄同一目标。这个时候无人机拍摄出的相片存在畸变。(3)利用相关软件对两组相片进行校验。以一组相片为基准,不断调整非量测相机的焦距,精准确定相机的主距和主点,直至两组相片完全重合[4]。
        2.无人机测绘应用实例
        2.1应急救灾
        近几年来,由于地质灾害的发生,一些地区改变了地形地貌,对搜救工作造成了许多麻烦。而利用无人机测绘技术,能够在高空中对受灾地区进行拍摄,通过重新构建受灾区域的三维模型对救援指挥工作提供技术支持,给救援活动争取了有效时间,及时的提供给受灾群众所需要的帮助。
        2.2环境监测
        经济的发展进步可以说是牺牲了自然生态环境换来的。进入新时代以后,随着国家环保意识的整体提高,政府已经开始积极采取行动,为挽救自然生态而努力。其中在对自然环境的监测方面一直没有很好的办法,只能依靠人力,但自从无人机被运用到环境监测中以后,无需花费太多力气就能够得到精准的、大面积的环境影像数据,为相关部门能够对环境污染、生态修复等做到及时有效的处理,极大程度上提高了环境监测的质量和效率。
        2.3国土测绘
        我国国土面积极为辽阔,地形地貌也多有差异。在以前,若想要对国土土地资源进行一次完全的整合那将是一个庞大的工程,但无人机测绘的使用极大程度的缩减了工程各个方面的工作内容。使用无人机测绘对国土进行测绘,不仅弥补高空卫星影像受云层阻挡的影响,还能得到精度较高的地形地貌影像数据[5]。
        2.4其他方面
        除了上述内容能够运用到无人机测绘技术外,还有矿山测绘、城建测绘、电力线路巡检、公共安全防护、影视剧制作、交通状况普查、大型晚会直播等方面也可运用该项技术。
        结束语
        综上所述,无人机测绘已经展现出了非比寻常的能力,已经被广泛用于各个领域,也有了诸多优秀的成果。相关企业、单位应该积极主动的深入研究无人机测绘技术及其数据处理技术,使其不断的进步和创新,开发出无人机技术更大的使用价值。
        参考文献:
        [1]阮有元.无人机测绘数据处理关键技术及应用的相关分析[J].大众标准化,2020(10):221-222.
        [2]王金.无人机测绘数据处理关键技术及应用探索[J].居舍,2020(13):67.
        [3]王璟.无人机测绘数据处理关键技术及应用的相关分析[J].工程建设与设计,2020(06):269-270.
        [4]熊超杰.无人机测绘数据处理中的关键技术及产品应用[J].黑龙江科学,2019,10(12):78-79.
        [5]胡大为.试论无人机测绘数据处理关键技术及应用[J].世界有色金属,2018(07):23+25.
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