无人机测绘技术在土木工程测绘领域的应用创新

发表时间:2021/5/20   来源:《建筑实践》2021年40卷第4期   作者:陈德军
[导读] 时代的不断进行,就地质工程方面而言

         陈德军   
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         摘要:时代的不断进行,就地质工程方面而言,其工程准备阶段和开展阶段都进行到全新的局面,测量数据精准度要求更高、执行更加严格。通过采用无人机航拍技术能够将通过定位系统、拍摄技术、地面监控系统对测量区域的数据进行精确的计算,从而有效提升测量工作的质量和效率。基于此,本文章对无人机测绘技术在土木工程测绘领域的应用创新进行探讨,以供相关从业人员参考。
         关键词:无人机测绘技术;土木工程;应用创新
引言
         测绘工程是工程项目建设的重要环节,对工程项目的整体发展具有重要的影响,测绘数据是工程项目开展的重要依据,测绘数据的准确性是工程项目高效进行的关键。因此,相关企业在进行项目发展时,应加强对测绘工程的重视,采用更先进的测绘技术,确保测绘数据的有效性和准确性,进而有效控制工程项目施工的质量。
1无人机测绘技术
         无人机影测绘技术是三维测绘技术的一种,主要是倾斜摄影测量技术,通过一个垂直相机和多个倾斜相机的组合,结合GPS、IMU定位定姿,采集建筑物的顶部、侧面纹理影像信息,通过专业的三维影像拼接处理技术,生成建筑物倾斜三维模型,能够真实还原测绘现场状况。基于倾斜影像可以采集建筑物纹理、高度、长度、位置等信息,可减少外业测绘工作量和人工成本,内业判读更加直观,无人机主要用的是大疆的精灵4RTK,仅需要连接CORS系统,日常精度可满足1∶500竣工测图要求。
2无人机测绘技术的优势
         2.1提高地形图的测绘精度
         目前,在实际开展测绘工作的过程,需要对测绘现实环境进行观察及辨认。在传统的测绘模式中,工作人员进行实地调绘时常因视角问题出现辨认困难的情况,耗时耗力,效率不高,很难保证测绘的精准性。现阶段可以实现三维环境下的测图操作,对三维模型进行多角度旋转观察、测量,快速获取准确的数据,使得多维度测图成为可能,能够提升大比例尺地形图成图的精准程度。
         2.2分辨率和数据处理效率高
         对于低空作业的无人机摄影设备,其遥感测量的数据精度和照片分辨率最小可达0.1m。同时,由于无人机采用了先进的数字信号解析系统,现场完成摄影后便可对图像信息进行数字化处理,并把数据处理结果第一时间回传总控中心,高效率的数据采集和处理过程极大地保障了测绘数据的时效性,为后续的工程规划和建设提供了良好的保障。
         2.3实现对地形图精准度的有效检测
         目前,在地形图测绘过程中出现测绘进度偏差的现象并不少见,这也使得最终的测绘结果受到较大的影响。而在应用无人机进行倾斜摄影测绘精度检测的时候,可以设置多个散点,这也使得检测范围更广,可以实现对测量误差的反复优化控制。与传统的测量方式相比,其灵活性以及可修复性更强,这也使得最终测绘的大比例尺地形图的精准程度明显提升,更加有利于后续开展绘制工作。
         2.4适用性广
         无人机摄影测量技术的适用性广主要体现在云台搭载设备的适用性和无人机对于测量环境需求较低两方面。由于无人机云台的相关接口为行业标准接口,可以匹配不同工程需求的测量设备,包括GPS设备、摄影设备、小型激光测距设备或毫米波雷达测距设备等,甚至于可以搭载普通民用相机进行简单的摄影拍照工作。由于无人机负责的摄影测量对测量环境没有严苛要求,在小雨天气情况下依然可以高效地完成测量工作。


3无人机测绘技术在土木工程测绘领域的应用
         3.1像控点布设
         在使用无人机进行摄影测量时必须要注意像控点的布设。只有经过科学计算,合理地布置像控点,才能更好地完成测量任务。因为最终要得到一个相对清晰的图像,所以第一点就是要注意像控点能拍摄到一个清晰的图像,这样才能更容易做出正确的判断以及保证后续的立体测量的准备。其次要注意的就是布设的像控点的位置,主要布设在航线附近一旁向距离适当的位置。同时还要注意像控点相对于周边环境的位置选择,要注意选择地势起伏较小,地形相对平缓的地带,不能在地势复杂,倾向角度较大或障碍物较多的位置布设。最后要注意的是,像设点的布控的终极目的是辅助拍摄关键位置清晰、准确的图像,因此,在布设的过程中一定要接近重要位置进行重点布设。只有做到这几点才能完成无人机摄影测量的前期准备工作。
         3.2航线规划和范围确定
         在一般情况下,无人机飞行器的飞行时间最长可达一小时,去除飞行器起飞和降落的时间,需要将飞行器实际飞行时间控制在50分钟内,避免因为飞行器能源耗尽而出现坠机情况,为能够有效控制飞行器飞行时间,首先需要进行航线规划工作,并对无人机测量测绘工作范围进行合理的规划,从而确保航空测量测绘工作的全面、完整。
         3.3补测操作
         无人机也不是万能的,受限于科学技术的发展水平,无人机并不能做到全无死角的进行拍摄,经常会有盲区出现,这是现阶段的科技背景下无法避免的。因此,在进行分析计算的过程中,工作人员必须提升对于测量盲点的重视度,要根据实际情况分析盲点的位置和出现原因等因素。在这一基础上,工作人员必须结合当前进行的测量的结果,重新进行对于测量点的布设,重新进行测量。通过这样的方式来重新测绘盲点位置,弥补前一次测绘的不足。在部分不合适或无人机无法更好进行测绘的位置,由人工进行重新测绘,对于无人机的测绘盲点进行补测。
         3.4现场数据的采集和处理
         在依靠先进卫星技术完成测控现场的像控点布置以及现场航测相机校验工作之后,需要利用空三加密软件对分区网数据进行平差操作。在完成三角测量工作后,利用高程数据模型产生对应的初始正射图像,依靠三角测量时的方位元素数据拟合初始正射图像得到多个同名位点,通过计算机数据整合,得到数字高程模型。而后还需经过EPT软件对初始正射图像做进一步的拼接处理,并使用PS软件检查拼接后的图像质量,应着重检查拼接图片的颜色过渡区域、拉花形变区域、重影区域等问题,并加以修改和处理。
4无人机航拍技术的创新措施
         为确保无人机航拍技术在测量测绘工作中得到有效的应用,保证测量数据的准确性,需要测量单位加强对相关工作人员技能素质的提升,确保其在能够对无人机航拍技术加以熟练的应用,并且培养其故障诊断能力,从而有效避免因为无人机存在故障而强制飞行带来的损失。相关的无人机厂家应当根据现阶段市场的需求对无人机的飞行性能进行改进,例如在续航、摄影等方面进行提升,相关的厂家可以通过和国内外的知名摄像、发动机、电池厂家互相合作,从而有效提升无人机飞行器的硬件性能。另外,对于软件方面相关的开发人员应当对无人机使用过程中存在的一些漏洞加以完善。
结束语
         随着科技的不断进步,越来越高的测绘要求让我们必须做到跟随实践中的发展来进行合适的改变,第一步就是将无人机摄影测量及数大规模应用于测绘工程中去,更好地完成各项测绘工作。为此,测绘技术人员必须大规模推发展并推广位无人机摄影测量技术,提高测绘工作的准确性,同时积极对于无人机摄影测量技术在实践中出现的问题进行分析总结,更好的完善无人机摄影测量技术。
参考文献
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[3]蔡志文,王伟.土建工程测量中的测绘新技术应用[J].居业,2019(09):9-10.
[4]刘洋.现代测绘技术在工程测量中的应用及技术发展方向[J].信息系统工程,2019(05):147.
[5]袁维.测绘新技术促进土木工程测控技术自动化[J].中国新通信,2019,21(06):160.
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