无人机摄影测量技术的探索与运用

发表时间:2021/2/19   来源:《基层建设》2020年第27期   作者:薛春武
[导读] 摘要:科技的发展和飞行理论的不断进步,使得无人机得到了很好的发展,因此,无人机在测量领域中也有了使用价值,本文就此着重分析无人机通过其摄影进行测量的技术,探讨其在实际应用中的手段和方法,以期能够提高无人机的测量效果,帮助我国测量人员能够更加方便精确地进行测量工作。
        皖江工学院  安徽省马鞍山  243041
        摘要:科技的发展和飞行理论的不断进步,使得无人机得到了很好的发展,因此,无人机在测量领域中也有了使用价值,本文就此着重分析无人机通过其摄影进行测量的技术,探讨其在实际应用中的手段和方法,以期能够提高无人机的测量效果,帮助我国测量人员能够更加方便精确地进行测量工作。
        关键词:无人机;摄影测量技术;探索运用
        随着科技手段的不断进步,各种器械和互联网算法的发展,无人机这一种比较新颖的设备有了更多更好的零件去进行升级和软件更新,因为有了精确良好的设备零件,所以无人机就可以通过计算机控制,来达到对实际的场景进行精确地测量,帮助相关工作人员进行工作。无人机摄影的应用,也能够提高不同测量设备之间的融合度,帮助我国测量行业的发展。因此,为了保证我国无人机在测量行业的应用有良好的前景,本文探讨了其在实际中的应用。
一、无人机在实际测量的过程中的优点和发展前景
        与普通的飞行设备不同,无人机的优点是:体型很小、质量轻便、快速飞行、造价低、灵活度高、响应快等。与此同时,因为互联网中各个软件和编程的发展,无人机可以植入非常完善的操作系统,在一些功能齐全的系统中,无人机可以有更多的功能去应对不同环境因素下对测量的影响,可以非常便捷灵活的对复杂的环境进行测量,有非常高的测量效率。在大量的调研中显示,虽然测量人员可以利用一些传统的飞行设备或者卫星进行测量,得到不同的测量数据。然而,这些传统的高空测量技术有非常大的限制,容易受到环境的影响,且应用的时候操作复杂,流程繁多,且无法达到高度自动化,给测量人员带来了非常多的不便。所以,为了能够将传统摄影测量技术中所遇到的困难解决掉,应用无人机摄影技术是一个非常优越的选择,因为无人机技术的大量优点正好对应解决了传统技术的缺点难题。从中可以看出,无人机在测量行业应用有非常好的发展前景。
   二、无人机摄影测量技术的实际应用要点
   2.1提前对无人机的摄影进行需求分析,规划测量方案
        因为测量行业的工作需要和人们日常摄影的需求,无人机不管是在工程行业还是在人们的日常生活中,都得到了广泛的发展,其成本低、反应速度快、操作难度低的特点,使得其在不同的领域都有广泛的应用。利用无人机的摄影去进行测量,主要是依靠无人机飞行过程中,利用其安装好的高精度摄像头,二者相辅相成,共同行使自己的功能,达到高空摄影需求。在地面上,人工或者采用AI技术对无人机进行操作,根据提前规划好的测量需求,去对环境的相关部位进行测量,从而达到高精度的摄影测量。与传统的高空摄影技术比较,利用无人机有非常多的好处:成本低、便携度高等。并且,国家也重视起了无人机的应用,逐渐开放了我国许多地方低空摄影的权限,也放宽了无人机设备的审批程序,大大帮助了我国无人机摄影行业的发展。因为无人机体积比较小,在环境不是特别恶劣的情况下,基本不会出现意外状况,在这种稳定的条件下,无人机可以对环境进行精确的测量,帮助相关工作人员获得大量的精准数据。无人机与测量行业的无缝连接,有效地帮助了测量的发展。也降低了平时工程测量过程中,所产生的大量器械和人工成本。
2.2无人机摄影内置系统的设计要点
        第一,要想确保无人机摄影在测量行业的有效应用,我们不仅需要在无人机的设备上下功夫,还需要对无人机的内置系统进行良好的改进,根据当地环境的风动影响,对无人机机翼进行对应调整,保证其安全性和稳定性。比如,在无人机总体结构设计上,根据实际情况采用不同的结构,如后推式双尾撑结构,这种结构可以让无人机在起降的时候非常稳定和快读,能够大大提高对无人机的操作精度,提高摄影效率。第二,目前我国无人机的主要内置软件是航线规划和质量管控,前者是综合考虑测量地区的环境参数,对其飞行角和飞行路径进行提前规划,保证无人机在测量地区有准确规划好的飞行范围。后者是为了提高测量的精度,对摄影过程中所遇到的一些干扰进行补偿。在无人机的内置系统的设计中,尽量要朝着自动化的方向靠拢,因为人类的计算能力是远远不如计算机的,尽量让AI算法对实际环境参数进行实时测量并采取对应的补偿措施,可以提高摄影的精度,确保测量数据的准确性。

第三,在良好的设备和系统都有了的情况下,就要求我们需要对无人机的基础相关参数进行提前设定,因为如光线等环境因素目前的系统还无法进行精确调节,很容易对无人机摄影的时候产生不必要的影响,降低测量的精度。所以,提前进行参数的设定也是必不可少的环节。
   2.3无人机反馈数据的处理要点
        我国现如今对无人机的软件进行了不断地发展,现如今的无人机系统已经算是非常完善的了,因此,通过不同的软件对数据进行处理,可以让最终得到的测量影像数据得到提前处理,大大节省了后期的人力物力支出。本文下面提出了软件对数据进行处理的相关要点。
(1)对摄影设备进行畸变调节
        由于无人机上面所安装的摄影设备与传统的拍照相机有较大的区别,所以,在无人机摄影的图像中,非常容易导致图像畸变问题。因此,我们需要对摄影设备进行畸变参数的调节。这项工作主要需要做的是,对使用的无人机上的设备进行大量的摄影测量,得到摄影畸变的平均精准参数,利用现代的高速计算机进行合理建模分析,算出畸变的角度,畸变参数,从而对设备内部进行对应的调节,最后获得有效的摄影成像。
        (2)采取合理的算法算子进行成像修正
        如果无人机在一些风力比较大的环境中进行摄影测量,非常容易导致飞行状况不稳,从而导致摄影的角度出现偏差,机身偏离水平线等问题。如果在这种情况下仍然采用传统的成像算法,就会失去对焦点的控制,产生大量的误差。如果采用APS算法,就能够在一定程度上减少误差,因为此种算法的算子是目前比较先进的,可以比较容易的及时校准焦点,得到想要的测量图像。
        (3)获取无人机测量GPS数据,调节有关参数
        在无人机的参数调节中,一个不能忽视的重要因素是获取到的GPS数据,利用这些数据,我们需要对无人机的摄影设备进行曝光调节,及时根据环境因素对无人机的飞行轨迹进行修正。并且,还需要从实时反馈回来的数据中及时算出差值,反馈回无人机,及时让无人机的测量回到正确的轨道。
        (4)计算出DEM数据,修正摄影数据
        通过要点三可知,及时获取到无人机的GPS数据,得到大量的数据反馈。有关测量工作人员利用反馈回来的数据,采取合理的算法,得到精准的DEM数据。也可以利用成熟的AI技术,对得到的数据进行分析和变换修正,及时调整无人机在复杂环境中的飞行姿态,摄影精度,飞行角度等。帮助测量人员及时精准的得到有效的测量图像和数据。
        三、结束语
        总而言之,利用无人机的摄影对实际环境进行测量,可以充分利用无人机的灵活性、成本低的多个有点,结合无人机内置的先进系统,实时调节摄影过程中的成像数据,帮助提高测量的精度和图像的准确性。有效应用无人机,能够促进我国测量行业的不断发展和进步,减少人工测量产生的疑难杂症。
        参考文献:
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[2]孙国强,潘学鹏.基于无人机倾斜摄影测量技术的城镇低效用地再开发调查研究[J].江西建材,2019(12):55-57.
[3]吴森,陈超,邓晶,等.无人机倾斜摄影技术在城市化建设中地质灾害早期识别应用[J].四川地质学报,2019(4):629-633.
[4]马力鹤,朱彦博,山岚.电站实物指标调查中无人机倾斜摄影测量技术的应用[J].中国水能及电气化,2019(12):123-145.
        作者简介:
        薛春武,1997年4月21日。男,汉族,安徽省六安市人,本科学历.
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