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无人机影像处理技术在测绘工程中的应用董冬

发表时间：2021/5/13 来源：《城市建设》2021年4月作者：董冬

[导读] 测绘工程和很多行业都会产生联系，尤其对于工程建设来说至关重要。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。目前在航拍、农业检测、植被及动物保护、测绘、气象监测等领域的应用前景非常广阔。

黑龙江哈尔滨地理信息工程院董冬 150000

摘要：测绘工程和很多行业都会产生联系，尤其对于工程建设来说至关重要。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。目前在航拍、农业检测、植被及动物保护、测绘、气象监测等领域的应用前景非常广阔。
关键词：无人机技术；测绘工程；应用
        引言
        随着我国现代化建设的不断推进，我国工程项目的数量在逐步增加，而工程在正式开工前，测绘和测量工作能为工程施工提供重要的数据和资料，对工程设计和施工能起到有效的辅助作用，提高了工程的施工质量和施工安全。因此，随着我国科学技术的不断发展，工程测绘测量工作也有了很大的发展，特别是近年来，无人驾驶飞机遥感技术已在工程测绘测量中得到广泛推广和应用，大大方便了工程测绘测量工作的开展，提高了测量精度。
        1无人机技术的应用优势
        1)监测的尺度大在测绘工程中，检测范围的缩小有助于提升监测的整体效果，无人机技术可以在小范围内完成精准性高的监测工作。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)安全性和可靠性在新时期的快速发展中，科学技术得到了快速发展，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，利用遥感系统能够针对无人机进行有效控制，计算机技术、图像摄影技术、无人机技术的融合，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。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无人机影像处理技术在测绘工程中的应用
        2.1测绘成本下降
        由于无人机的测绘效率大大提升，且用时140min即可完成所有的测绘工作，因此在进行后期的统计和计算工作时，可以有效得出测绘工作的最终成本。而相关测量设备以两台无人机以及后期的图形成像软件等所有内容的费用，进行综合性的对比分析，发现无人机的测量费用远远低于人工测量。且测量工作的数据准确性极高。因此对于涵江兴化湾临港产业园划定区域的测绘工程，有效降低测绘成本。需要注意的是，利用无人机技术开展相关测绘工作，可以采用租赁的方式进行，进而实现对测绘工作的精准把控，同时结合无人机的测绘需求，选择合适的无人机型号。本次测绘工作采用的是成都纵横大鹏CW-10垂直起降固定翼无人机以及精灵4RTK航拍器进行有效测绘，其中根据相关无人机公司的行业报价，其费用约为人工测绘作业费用的10%。因此，无人机技术具有极高的性价比，通过无人机技术的加持，有效降低了测绘工程的整体造价，实现工程成本的整体把控。需要注意的是，无人机技术虽然可以降低测绘成本，但是其测绘的天气以及环境具有明确的要求，尤其是雨天、雷阵雨等恶劣天气不适合无人机开展相关的测绘工作。作为相关的技术人员，要加以防范和重视，另外针对无人机的保养和养护工作，同样需要投入大量的资金，并且在测量过程中极有可能存在一系列的不确定风险因素。

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作为相关测绘人员，要提前做好相应的准备。
        2.2测绘数据的有效采集与测绘影像的获取
        测绘工程中的测量工作包含着很多的过程和步骤，而信息采集正是其中必不可少的一步，信息采集的速度，信息采集的准确性等等，都关系到测绘测量工作的最终效果，因此，必须采取措施，提高信息采集的水平。无人机遥感信息采集是提高采集质量的一个有效手段，它不仅可以缩短信息采集时间，而且其采集的数据准确度也比常规方法要高。此外，无人机遥感技术能够在信息采集结束后，根据实际需要对数据进行加密处理，从而保证了地理信息及相关数据的安全，有效避免了常规采集技术中出现的信息泄露问题。另外，通过技术处理和分析，无人机遥感测量技术还可以对某些精度较低的数据信息进行自动过滤和处理，在做好筛选后，将这些数据作为测绘工程的参考，从而保证了测绘工程的整体质量。除数据采集外，无人机遥感技术与测绘工程测量相结合，能有效地获取工程所需的影像资料。为确保测量工作最终准确度，我们在测量开始之前，一般需要从实际测绘目标区域的情况出发，对无人机飞行路线进行调整和设计，以避免出现无人机飞行安全问题，但也有一些特殊情况，如获取的图像可能出现重叠等问题，这显然不利于测量工作的顺利完成，在这种情况下，无人机本身携带的照相设备可以自动调整飞行过程中的镜头焦距，确保获取最清晰的图像，为工作人员提供有力的数据支持。
        2.3无人机外业采集流程
        首先，在无人机技术测绘准备阶段，必须明确下列技术要求：（1）成图比例是1∶2000；（2）航向重叠是70%~90%，旁向重叠为70%~90%，摄区边界南北覆盖必须在像幅的30%以上，航线收尾位置需要根据超出摄区所在图幅边界外设置1条基线，架次间重叠保证在5条基线以上；（3）为了满足公路勘察项目设计、勘测要求，需要提高高程精度，使用大比例尺外业作业模式，其比例高于1∶1000；（4）相片地面分辨率是0.075m，最大要控制在0.12m。其次，技术人员需要明确航高，在使用数码微单相机拍摄的过程中，相机焦距是15mm，影像地面分辨率是0.064m，数字航空摄影地面分辨率直接关系着飞行高度，通过计算得到地面分辨率是0.075m，无人机需要飞行到250m的相对航高进行拍摄，确保航摄精度满足要求。最后，在无人机外业测绘过程中，技术人员需要明确技术要求、航高，根据重叠率使用专业软件设计飞行航线，航线设计内容主要是飞行路线、定点拍照位置，技术人员还需要将设计航线输入无人机自动驾驶系统中，利用GPS进行导航，根据设计航线飞行，并在固定位置拍照。现阶段，数码相机在不断普及，现代航测软件算法有所更新，与传统的航测系统相比，无人机照相系统不需要云台进行辅助，在后期处理过程中可以纠正相片。并且，在地面位置布设相应的像控点，每张航片必须有3个以上的像控点，最终获取的数据主要是航片、对应航片位置信息、像控点的三维坐标。
        结语
        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
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