宁津县房产测绘队 山东省德州市宁津县 253400
摘要:多旋翼无人机测绘能够实时、快速、全方位获取感兴趣区域的遥感图像,成为测绘领域新的研究热点。而对数据处理关键技术掌握的熟练程度直接影响其工作效率与成果质量,进而影响无人机测绘的应用与推广。为了使多旋翼无人机测绘能够得到更好的应用,有必要对其数据处理关键技术进行探讨。文章分析了空中三角测量、三维模型重建两项关键技术,研究了多旋翼无人机测绘数据处理流程,并用具体实例进行了验证分析,对类似工作具有一定的借鉴意义。
关键词:多旋翼无人机;测绘;数据处理;关键技术
引言
随着当前我国经济社会的快速发展,工业给排水施工的工程项目也越来越多,涉及到的内容也十分的广泛,与此同时项目对于给排水施工的质量有更高的要求。相关操作施工人员只有更好的熟悉给排水的具体操作工序,有效的加强工业给排水工程相关施工技术的有效研究,利用科学技术提高相关工作人员工作效率,改进操作施工的工艺与技术,保证操作施工的质量,更好的提高给排水工程的经济效益以及社会效益。
1无人机测绘技术的整体简介
所谓无人机的测绘技术,它即是搭配一定的航空测量系统,在动力基数的支撑模板下,由各类数据遥感进行共同组成的一种重要机械装置。一般而言的话,无人机有多旋翼,无人直升机,固定翼这三种最为常见的类型。而且其中固定翼和多旋翼在测绘领域则应用的较为广泛,这样一种新型技术具有较强的应用优势[2]。它能够在满足测绘要求的同时具有较高的灵活性,在飞行过程中能够保持一定的飞行效率。它的精细程度较高,其实际所需要的成本也并不是太过高昂。在广泛的应用范围内,能够获得较为精确的安全性。在飞行过程中可以帮助很多测量困难地区获得及时的研究数据,由此来结合高分辨发展技术得到整个测绘地图。
2无人机测绘的优势
当前国内的项目建造、灾害调查及处理、土地开发、环境保护以及国土监督等内容在基础测绘时都已经开始运用无人机测绘技术,这其中主要是由于其拥有下面几点优势。
2.1数据处理的效率高
无人机测绘相比于固有的测绘技术来说,其能够对采集到的数据实行快速的处理,同时回传图像的分辨率也能够满足相关行业的需求。当前无人机测绘所得图像的分辨率已经能够达到各类载客飞机所需要的标准。
2.2操纵灵敏
无人机自身便拥有灵敏度高的特性,而这一点也展现在了无人机测绘技术之上,其能够在较低的高度持续飞行,这样便予以了工作人员充足的操纵空间,同时其对于起飞以及降落的场地都没有相应的要求,在测绘时工作人员能够自由的采取各种方式起飞以及下降,另外无人机内部的零构件的组成也十分简洁,可以轻易地对携带的设施做出组装以及拆卸,拥有较高的灵活度。
2.3工作效果好
由于无人机测绘的技术特点,其能够显著的增强测绘工作的效果,同时还可以用于各种地形的测绘之中,操纵过程也十分的便捷,可以按时、按质的完成各类测绘工作。除此之外,通过无人机测绘还可以实时采集被测地区的各类图像,从而能够及时地为工作人员带来所需要的参考依据,以此来确保工作效果。
3关键技术
像控点的密度与分布直接关系着空三精度,进而影响模型精度。像控点密度过小,多余观测量不足时,使得空三解算精度降低。过多像控点大大增加内外业工作量,对空三精度并没有太大的提高,性价比不高。
像控点应均匀布设在测区,并加强对测区边角的控制,这样在满足精度要求的同时减少了控制点的数量,取得更高的精度。本文着重对数据处理的关键技术进行探讨,对像控点的布设不做过多说明,仅从空中三角测量计算、三维模型重建这两个方面进行研究。
3.1空中三角测量
空三测量是利用连续摄取具有一定重叠度的航摄像片,依据少量已知的地面控制点,利用最小二乘法原理,在室内快速求解影像的自动加密问题。以建立起同实地相似的区域模型,从而得到测点的平面坐标与高程。在CC系统内进行空中三角测量主要分2步:相对定向与绝对定向。相对定向是通过计算机视觉法进行同名点匹配,来确定相片间的关系;绝对定向是通过像控点参与平差计算将确定相对关系后的相片解算至特定坐标系统中,实际上就是在影像、传感器、地面三者间建立数学关联。CC系统空三计算应分别处理生成空中与地面空三;对空中部分建模,选择能在地面部分中找到的点作为控制点;用外业实测的像控点对地面部分做刚性配准;结合空中部分预先定义的像控点,重新空三;将空中、地面空三合并,再做空三。空三成果的优劣直接关系着三维模型的精度,CC系统是在调整后的残差基础上,利用最小二乘法进行迭代,当残差达到收敛值时停止,并生成完整的空三测量报告。
3.2在国土监测中的实际应用
相关工作人员将无人机测绘数据处理技术有效结合到土地资源管理工作当中,更好地提高了我国现有土地资源的利用率,保证相关工作人员更好的了解当前土地资源的实际使用情况,为后续开展土地规划方案的制定工作奠定了准确的数据基础,更好的提高了规划方案的科学性以及合理性。无人机测绘数据关键技术还可以提高国土资源动态监测的有效性,对一些区域规划工作有着重要的影响意义。
3.3在灾情救援中的实际应用
对于一些自然灾害的发生,相关工作人员充分发挥了无人机会做数据处理技术,更好的开展了一系列的救援工作。无人机具有很好的灵活性以及机动性,可以在很短的时间内,对于灾区影像的数据进行全面收集,帮助更好的开展一系列救援工作,更好的提高救援效率,拯救更多的生命。
3.4PPK和INS技术
由于重量不是太重,所以无人机在飞行过程中也很容易因为姿态的失稳而出现一系列的问题,这对于后期的影像处理过程来讲是极为不利的。它必然会对高精度处理带来一系列的不良影响,由此观测者在实际观察过程中也很容易发现一些扭曲旋转现象。在利用无人机进行测绘时,相关的使用者也必须在飞行过程中及时根据拍摄回来的照片进行改正。所谓INS技术,它即是极惯性导航系统。这也是一种参考系统,属于先进的自动导航系统。在利用外界信息的情况之下,使用者能够在相对简单的工作原理操作过程中运用好实际性的技术对其进行设计。在旋转角计量过程中做好运动加速,由此来进行实际性的系统跟随。同时,使用者也可以依据好实际性的坐标旋转,变化坐标系。对其进行合适的积分,获得关键性的实际处分。对其姿态做出管理,由陀螺加速进行实际计算,完成误差分析。而PPK技术则是无人机测绘数据处理的另一项重要技术,相关的使用者称之为动态后处理技术。它是进行实时监测的一种GPS技术,PPK的工作原理也相对简单,使用者借助同步接收一台或者超过一台流动站接收机的卫星载波。对相位进行实时的测量,由此在计算过程中利用好这些卫星技术形成特定的测量值。在坐标兑换模式下进行合适的处理,PPK的整体使用过程较为简单,而且它的定位精度也十分强烈。它可以减少各类气候季节因素的实际影响,提高测量效果。
结语
伴随着硬件设备、计算机图形学、图像处理、虚拟现实等技术的飞速发展,多源测绘数据的处理速度得到大幅度提高,数据处理自动化、智能化得到飞速发展,测绘产品形式逐步从传统的二维向三维发展,其应用领域得到更大的拓展。本文以山西省某项目为实验区,对多旋翼无人机搭载5镜头倾斜影像仪进行航测获取的影像数据,运用Bentley公司ContextCapture软件进行处理,能够快速得到数字三维模型、DSM和DOM等产品,产品形式多样化。
参考文献:
[1]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.