无人机影像处理技术在测绘工程中的应用 杜庆

发表时间:2021/3/15   来源:《基层建设》2020年第28期   作者:杜庆
[导读] 摘要:现阶段,随着我国科学技术水平的不断提升,无人机技术被广泛的应用,其属于新兴测量技术,现已在现代测绘领域得到了广泛应用。
        新疆中宸美地规划设计有限公司  新疆乌鲁木齐市水磨沟区  830017
        摘要:现阶段,随着我国科学技术水平的不断提升,无人机技术被广泛的应用,其属于新兴测量技术,现已在现代测绘领域得到了广泛应用。在无人机技术的应用过程中,可以利用搭载的各项遥感设备获取更多的影像资料,采集各项数据信息,完成各种环境下的测量测绘任务,有效地改善了传统测绘技术中存在的不足。下面笔者就无人机影像处理技术在测绘工程中的应用进行简要探讨。
        关键词:无人机;影像处理技术;测绘工程;应用;
        1 测绘工程测量内容分析
        1.1 地形测量
        无人机开展目标工程的测绘任务时,为确保测量工作中地形图像的数据信息与实际情况相符,在开展相关测量工作时,相关技术人员需要对测绘区域的内容进行相应的识别和确认,例如图像中的建筑、湿地、公路等信息进行精准的标记和说明,在保证地形信息有效性的同时,实现测绘工作的有序推进。当地形测量工作结束时,对软件端的图像显示内容进行有效整合,确保图像显示的内容真实有效,同时对图像进行修缮和改进,从而提升图像的显示质量。
        1.2 地形测绘
        地形测绘的重点内容,是对地形的各项数值进行有效的标记和记录,同时结合等高线等参考内容,对图像的测绘标的物的地形进行有效的显示,一方面体现测绘区域的地形地貌特点,另一方面是结合等高线标记测绘内容不同的高差问题,并对测绘内容进行详细标记,最后由相关专业人员进行二次核查。确保图像中各个功能建筑以及相关设施符合测绘的实际内容。
        2 无人机技术的应用优势
        2.1 监测的尺度大
        在科学技术水平快速提升的大背景下,无人机技术监测尺度不断扩大,使得工程测绘的范围得到了优化。另外,无人机技术可以进行三维立体监测,获取更加直观的测绘结果。
        2.2 安全性和可靠性
        在新时期的快速发展中,科学技术也得到了快速发展,无人机技术应运而生。利用遥感系统的无人机已融入很多领域测绘中,对无人机进行有效控制,充分利用无人机进行测量,无须飞行驾驶员、地质科研人员在飞机中进行测量,为测量工作的安全性、可靠性提供了保障。
        2.3 高分辨率、多角度的影像
        通常情况下,无人机搭载的数码成像设备普遍是新型、高精度的设备,可以从不同角度完成摄影成像工作,如垂直角度、倾斜角度、水平角度。无人机技术可以在航拍地点,从不同尺度、角度进行拍摄,改善了建筑物遮挡问题,可以获取高精度的测量数据,但传统的测量技术很难实现这一要求。
        2.4 数据处理成本低
        一般情况下,无人机驾驶员只需要利用遥感系统在地面就能完成操作,无人机驾驶员上岗执照操作相对便利。无人机普遍选择轻质量的碳纤维复合材料,为后期维修、保养工作提供了很大便利。无人机技术属于新兴技术,对硬件配置要求普遍较低,这就使得数据处理费用比普通航拍飞机有所减少。
        3 无人机摄影测量技术的应用要点
        3.1 无人机航空摄影
        3.1.1 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。
        3.1.2 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。
        3.2 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,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 无人机在测绘工程中的具体应用
        4.1 空三加密技术的应用
        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。
        4.2 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。在具体的数据处理过程中,一定要严格按照相关步骤要求进行,数据处理流程如图 1 所示。
 
        图 1 数据处理流程
        4.3 影响畸形修正的应用
        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 提高无人机遥感测绘质量的具体措施
        5.1 对像控电测量流程优化
        1)要注意监测在可控范围内,与拍摄范围的具体情况有效结合,进行相应地分析,对拍摄区域自由网效果明确,同时还要检查快速生成自由网快拼图的情况,明确是否存在偏差。2)要对像控点测量方案布设流程优化。要以目标测量范围的具体情况为基础,如地势、地形,优化控制像控点相片质量,提升收集数据的严谨性,避免对影像、数据处理的随意性,还要注意保留原始数据,从而为后续调整制图奠定良好的基础。3)相关工作人员要加强数据存储工作。需要对其中没有价值的信息有效去除,避免无用数据对新数据的影响,保证色彩效果和清晰度。
        5.2 对飞行、摄影质量有效控制
        在具体应用过程中,相关工作人员需要注意:1)结合规定的时间,带无人机进场,并对无人机不同方面的信息明确,如无人机的降落、起飞方式等,同时还要对飞行速度有效控制,保证测绘影像的清晰性。2)要注意对无人机飞行高度的设计、控制工作优化,对拍摄区域的设计航高于飞行航高之间的高度差明确,并控制在合理的范围之内。随后还要注意对无人机的飞行状态有效控制,避免其他信号影响无人机拍摄的准确性。
        结束语
        综上所述,无人机影像处理技术经过多年的发展,已经取得了非常喜人的成就。无人机影像处理在测绘工程中更是发挥了重要作用。利用无人机,我国测绘工程的技术人员不仅大大提升了测绘工作的效率,还让测绘工作的准确性得到了进一步提升。
        参考文献:
        [1]段云飞,杨跃文,阿茹娜.无人机遥感技术在测绘工程中的有效应用[J].工程建设与设计,2020(04):252-253.
        [2]江世会.无人机测绘技术在建筑工程测量中的应用分析[J].电子测试,2019(12):122-123.
        [3]白国锋,周子冬.浅析无人机遥感技术在测绘工程测量中的应用[J].城市建设理论研究(电子版),2018(33):195-196.
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