测绘工程中无人机摄影测量技术运用分析

发表时间:2021/3/3   来源:《中国建设信息化》2020年21期   作者:邓韵
[导读] 测绘工程的发展为我国社会建设和经济发展贡献了力量,尤其在无人机技术与之产生融合之后,测绘工程得到了飞跃式的发展。
        邓韵
        梧州市测绘地理信息院 广西 梧州 543001
        摘要:测绘工程的发展为我国社会建设和经济发展贡献了力量,尤其在无人机技术与之产生融合之后,测绘工程得到了飞跃式的发展。无人机大大提高了测绘效率,提高了测绘的精确性,对我国测绘工程行业的发展起到了举足轻重的作用。本文将对测绘工程中无人机摄影测量技术的运用进行分析。
        关键词:测绘工程;无人机摄影测量技术;运用分析

1 无人机摄影测量技术的概述
        近些年发展起来的倾斜摄影技术是一项重大的技术突破,它打破了以往只能从正向进行摄影的局限,能够通过在一台无人机上装配多台相机,实现从同一高度、不同角度进行拍摄,能够呈现出类似于肉眼观察事物的效果。在小面积、大比例尺数字化地形测量技术的应用中,无人机与载人飞机相比,优势更加明显。无人机体积更小、质量更小、反应更快、操作更加灵敏,而且无人机还能进入到相对危险的环境中完成测绘工作,这对于测绘人员的人生安全提供了更好的保障。相比载人飞机的另一个优势,就是无人机目前还不受空域管制的限制,能够快速到达测绘区,而且无人机能够长时间悬停在测绘区上空,完成高强度的测绘任务。
2 测绘工程中无人机摄影测量技术的运用优势
2.1 无人机倾斜摄影获得的航拍影像分辨率更高
        自北斗系统投入使用以来,我国的动态GPS定位技术快速发展显著提高了无人机航拍影像数据的分辨率,有效提高了无人机倾斜摄影技术的测量精度。现阶段无人机倾斜摄影测量技术的精度可达厘米级,在现代化大比例尺地形图测绘、工程测量等领域的应用越来越广泛,尤其是在测绘周期短、测量面积较大的的测绘任务中更具优势,如无人机倾斜摄影技术被广泛应用于第三次国土资源调查等领域。
2.2 灵活性较高
        为了保证无人机测量工作能够在任何复杂地理环境进行,在无人机当中安装了高清摄像设备,摄像头可以根据测绘工作转变角度,减少地形对测绘工作的限制。和以往的航空测绘设备相比,无人机摄影测量技术可以根据测绘地形提前制定航线,提高了航空测绘的灵活性,到达指定地点之后自动摄像,降低了工作人员的操作难度,为测量工作提供了清晰准确的摄像资料。
2.3 能够应用在更加宽泛的测绘环境中
        无人机倾斜摄影技术是以航拍影像数据为基础,因此对测绘区域的环境条件限制较小。传统的测绘技术在高山密林区域影像较大,主要体现在两个方面:一是植被茂盛区域遮挡现象严重,严重阻碍了经纬仪、全站仪等采集测量点的数量,对测绘精度和工作效率影响较大;二是高山密林地区地形地貌复杂多变,测绘人员无法到达指定位置,导致大面积测绘空白出现,最终降低了整体精度。无人机倾斜摄影技术是能够获得高分辨率的影像数据,通过一系列的数据处理过程可以有效剔除植被等影响,进而获得更高精度的测绘成果图件等。因此,无人机倾斜摄影技术能够适用于更加宽泛的测绘环境中。
3 无人机摄影测量技术的应用要点
3.1 航线设计方面
        无人机在进行拍摄的过程中,航线的设计是首要工作。通常,航空摄影中,无人机的航线都是经过分段设计的,以此制定8个平高点位置。为了避免在实际飞行过程中路线差异过大,每段航线应尽量保持在总航线的1/8以内,这样能够保证每一两段航线之内会有一部分重合,这样对于后期测绘数据的衔接会带来一定的便利。
3.2 航空摄影
        在实际拍摄的过程中,航线应尽量规划在地表植被覆盖较少的地区,这样能够在一定程度上保证测量的准确性。在选择拍摄环境时,应尽可能避免环境因素的干扰,这样不仅能提高拍摄的清晰度,还能降低二次拍摄的可能,大大节约了时间和人力成本。


3.3 无人机测绘的控点布置
        在用无人机进行像控点测量时,技术人员一般会选择C级和D级的控制点,用这些控制点作为起始点和检测点,并将接收机和网络RTK系统连接起来,用来进行像控点测量。网络RTK流动站通常需要在CORS的范围内进行相关操作,用来进行数据的传输。在完成数据传输之后,技术人员才能利用流动站设点的方式测量相应参数。一般来说,测量观测的次数不能低于两次,而且相关人员要对每次测量的数据进行严格的审查,确保数据结果满足各项要求。
4 测绘工程中无人机摄影测量技术运用
4.1 在矿山开采规划设计中的应用
        无人机倾斜摄影技术在矿山开采规划设计中,主要是可以为方案设计提供大量的数据信息,并且可以为后续的制图提供充足的数据支撑信息。另外,由于无人机倾斜摄影技术所采集的数据精确度较高,可以促进山区物体特征结构的改进,并为后续的挖掘工作提供安全可靠的数据支撑。例如,可以通过使用无人机倾斜摄影技术对于整个矿区的日照时间以及日光程度进行测量,从而调整矿区的结构,制定科学合理的设计方案。其次可以通过使用测量数据来构建像一个数学模型,加强对于山脉之间距离的分析最大限度的提高采矿作业的效率。
4.2 与现代计算机联动
        利用无人机技术的测绘数据,结合现代计算机进行综合分析和处理,保证测量内容精准无误,同时对相关测量内容进行统计和分析时,可以借助软件的优势,实现3D建模,进一步提升测绘工作的价值和意义。将地面的影像资料高度还原,同时结合虚拟现实技术,实现测绘标的物的有效表达。利用无人机的数据影像结合电子计算机的数据分析,可实现对测绘工程详细资料的精准计算,确保项目测绘作业内容的完美呈现。同时,不少无人机测绘工作的内容和数据存在自动更正功能,一方面是为了提高画面的呈现效果,另一方面是为了改善在无人机航拍过程中存在角度拍摄问题所造成的数据误差。因此,结合电子计算机开展多元化的软件计算和软件合成,实现对于测绘标的物的最佳呈现效果。
4.3 空三加密技术的应用
        空三加密技术主要用来在空中进三角测量,这一技术的应用目的是针对一些野外控制点进行室内加密,进而得到加密点的平面位置和高程的测量方式。空三加密技术保密性好,通常会用来进行模拟空中三角形测量和解析空中三角形测量两种应用。空三加密技术在无人机影像处理的多种技术中是较为重要的一种,并且处理难度也较大。
4.4 数据预处理技术的应用
        数据预处理技术是在得出最后测绘结果之前,由无人机和技术人员对数据进行预处理的一种技术。比如,在对地球物理面积性数据进行观测、并对其进行适当的转换和增强之前,技术人员就需要预先把分布没有规律的测网转化为规则网进行处理,为后续的计算机计算创造便利条件。
4.5 畸形修正的应用
        由于无人机影像技术的应用和常规测绘技术存在很多差别,所以,通常无人机都会采用非量测相机,而国内当前在进行大比例尺测绘时,采用的都是单反相机,这样便于相机更好的定焦。不过,误差在所难免。无人机在拍摄时,也会产生畸形等问题,所以技术人员需要对测量进行严格控制。在处理部分剖面的测量数据时,通常需要对图片加以修正。尤其在需要对测绘结果进行多路编辑、重新取样等操作时,实际载人航拍和无人机航拍的差别就会凸显出来。无人机航拍在畸形处理方面会给技术人员带来更多的便利。
5 结束语
        综上所述,无人机摄影测量技术在各个领域均有所涉及,尤其是在工程测量中无人机摄影测量技术被广泛应用。工程测量在使用该技术时,需要严格按照既定流程执行,从整体实用角度来看无人机摄影测量在测绘灵活性与精准度等方面都有较高优势,切实提高无人机摄影测量技术有助于我国测绘事业的健康发展。
参考文献:
[1]余力,祁亚科,张柏林,张亚杰.测绘工程中无人机摄影测量技术运用分析[J].工程建设与设计,2020(10):275-276.
[2]张健.无人机摄影测量和RTK技术在水运工程中的应用[J].中国水运(下半月),2017,17(12):175-176.
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