无人机影像处理技术在大比例尺基础测绘工程中的应用研究

发表时间:2020/9/17   来源:《建筑实践》2020年第14期   作者:李学英 夏治国 张卓 李科
[导读] 无人机摄影作为一种分辨率较高的立体摄影方式一直都被广泛应用
        李学英 夏治国 张卓 李科
        单位:61287部队   610036
        摘要:无人机摄影作为一种分辨率较高的立体摄影方式一直都被广泛应用。该技术不仅使用的成本较低,使用过程中受到的限制也较小,因此可以被广泛地应用于较多大比例的航测过程中。本文以多数地区测绘的实际情况为案例,具体分析和对比无人机摄影数据处理的主要流程。再实际运用外业实测数据来检测DLG成果应用情况之后有效地俄方你洗无人机影像处理技术在大比例基础测绘工程中的应用策略。
关键词:无人机影像处理技术;大比例测绘;测绘工程;应用策略
引言:
        随着我国社会经济的不断发展,我国科技水平也会不断地提升。目前无人机摄影测量技术都在城乡规划工程项目中被广泛应用,这种技术也正不断地被普及。本文重点在研究与大比例尺基础测绘工程有关的无人机影像处理技术之后来展开深入地分析和探讨。
1.无人机摄像和大比例尺测绘工程
1.1无人机摄像
        无人机影像通常情况下指的是遥感影像,其在测绘工程中的应用十分广泛,主要表现在两个方面:a.无人机遥感技术相比其他的技术来说具有极大的优势,首先其自身的设备成本相对较低,而且在运行的过程中可以实现灵活地运用。b.无人机影像技术是在卫星遥感、航空遥感等基础上发展起来的,同时又是对二者的补充,无人机影像技术与传统的技术相比,自身的相机体积更小,可以实现非专业化无人操控的低空飞行,其优势具体表现为:类型多种多样,所以在搭配摄像机的选择上也比较多,可以根据无人机的类型来对摄像机进行搭配,这样就可以从多方面、多角度来进行获取,而且其呈现的图像具有真实分辨率高的特点。
1.2大比例尺测绘工程
        基础测绘工程的主要内容是对一个区间、空间或者是某一个区域的地面进行测量,然后根据测量的结果信息来绘制相应的地图[1]。通常情况下,基础测绘工程都是在大工程进行施工建设之前进行的,通过基础测绘工程来对项目即将施工的场地进行检测。
2.数据产生
2.1数据分析
        本次被测试的区域为平地和丘陵两种地形,航飞的面积为46平方千米。早在2011年,专业人员就借助无人机搭载数码相机来进行拍摄,整个航飞的区域有3个,一共布置了40条航线,在多次拍摄之后取得了超过两千张照片,多数相片的倾斜角度都小于5度,航线弯曲度被控制在3%。如图1所示,第一第二测区的航线呈现南北布设的状态,第3测区的布设方向与南北相近,飞行高度和基准高度的比确实能够满足设计的要求。

图1 测区航飞航线与控制点分布
2.2空中三角测量
        在航空摄影专业测量的过程中,空中三角测量一直都发挥着重要的作用。这样一种测量的实际目的就是为了能够同时实现纠正影像、采集数字和最终提供定向的成果。实际测量的过程中主要是由资料准备、选择合适的点观测、定向功能和计算空中三角测量值等其他七个主要的环节构成。
实践过程中也可以采用如下两种加密方式。第一种就是运用专业的软件进行定点测量,再配合PATB软件来计算区域内部的平差。注意以专业的控制点和航拍资料为依据来有效地进行加密,最终获得专业的方位元素和其他坐标信息。目前,著名的PATB光束区域网平差法和空三测量模块是国际上非常著名的平差软件。但是,在实际运用无人机进行摄影的过程中, VirtuozoAAT自动化加密技术根本发挥不了实际的作用。

GEOWAY_CIPS 工作流程
3.无人机航摄数据处理
        与传统航摄相比,无人机小数码影像排列不规则, 俯仰角、旋偏角大; 航向影像重叠度大, 模型小; 影像畸变差大等问题, 这导致空三及测图精度难以保证; 不规则的影像排列导致空三自动转点成功率下降, 加大人工工作量;影像模型小导致立体测图中频繁切换模型, 作业效率降低等问题。
        从试验的结果来看,随着像控点的密度逐步增大,再采用区域平差技术之后,平面点和高程点内部的精度正不断增高,但是像控点内部的距离则相对较为稀疏。后来在布设像控点的过程中,如果能够菜哟个较为密集的布设方案则可以使得图像的精度变得更高[2]。实际如果融入了人工干预的方式则可以让测试区域内部的分区变得更小,也有利于空三解算更好地进行。
        当然,如果单纯地利用Geoway_AAT软件来解算控制点时,其并不会对测区提出更严格的要求,其工作的效率甚至会大幅度提升。但是如果采用Vir-tooZo来采集数据的过程中,先不要采用自动化作业范围来生成合适的核线,而是要注意将核线的范围缩到最小。因此,在实际测量的过程中只有严格运用加密点范围内的各种测量手段才能够更好地保证测量的精度,这其实也符合航空摄影业内规范的要求。
4.结束语
        在大比例尺基础测绘工程中,运用无人机影像处理技术可以更方面的获取地形图等相关资料。无人机本身具有机动化、快速航测拍摄等优势特点,所以获取的影像图片也具有高分辨率特点。在运用的过程中,像一些技术性的处理措施是非常重要的,它可以帮助无人机航测过程中提高其工作运行的效率,更
好的为相关部门进行大比例尺基础测绘工程提供服务和保障。
        通过精度比较可以看出平面精度可以满足本次1∶ 1 000测图需要, 但高程还有待进一步提高。无人机摄影测量技术在应用上还存在一定问题, 由于像幅小, 造成野外像片控制测量、空三加密、立体采集等工作量数倍增加,这也是需要进一步研究。由于该技术属于比较新的领域,相关的技术配套、设备、人员到软件, 到相关的技术流程与质量控制都不太成熟。但在国家开放低空空域,无人机低空遥感技术是近年快速发展起来的一项地理信息数据快速获取技术, 随着无人机的逐渐完善, 精度也会越来越高,应用领域将会更加广泛,前景将会越来越好。
参考文献:
[1] 李兵,岳京宪,李和军. 无人机摄影测量技术的探索与应用研究[J] . 北京测绘,2008( 1) : 1 - 3
[2] 刘春,万红,李巍岳,等 . 基于无人机影像的大型滑坡区域精细地形构建研究 [J]. 井冈山大学学报:自然科学版,2015(01):11-12
[3] 姜丽丽,高天虹,白敏.无人机影像处理技术在大比例尺基础测绘工程中的应用研究 [J]. 测绘与空间地理信息,2013,36(07):174-176
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