无人机影像处理技术在测绘工程中的应用 孙新亮

发表时间:2021/5/21   来源:《基层建设》2020年第31期   作者:孙新亮
[导读] 摘要:随着我国信息技术的高速发展,无人机作为近年来的热门技术,已经在各个领域上得到了广泛应用。
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        摘要:随着我国信息技术的高速发展,无人机作为近年来的热门技术,已经在各个领域上得到了广泛应用。其具有小型轻便、快速采集、多角度拍摄的特点,能够清晰真实反映现场的实际状况。尤其是在测绘工程中,其强大的测绘能力以及高效的测绘效率,对于传统的测绘行业,带来了巨大的市场冲击。
        关键词:无人机影像处理技术;测绘工程
        引言
        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。
        1无人机摄影测量技术的应用解析
        1.1无人机摄影测量技术概述
        顾名思义,无人机摄影测量技术是一种使用无人机设备进行空中定点摄影,进而实现工程现场数据勘测和地质地理特征测绘的一种技术。无人机从机场起飞,控制室里的操作人员通过遥测遥感技术进行远程操控,指挥无人机飞抵目标区域上空完成地质地理数据采集任务,并回传给远程控制室进行数据整理和分析。
        1.2无人机的分类
        无人机按照有效载荷区分又可以分为以下四种类型:重型无人机、中型无人机、轻型无人机和超轻型无人机。重型无人机的有效载荷最大,可以装载更大容量的电池和更大的地质数据测量设备。更大的电池意味着更远的飞行半径,更长时间的续航,同时可以搭载更多或者更为精密的设备,完成数据的全面、高精度测量和收集工作。但重型无人机由于价格最为昂贵所以应用并不十分广泛。中型无人机的有效载荷虽然比重型无人机的略低,但已经能够满足绝大部分公路工程勘测的使用需求,加之中型无人机的飞行状态和云台工作状态都较为稳定,所以一直以来都是公路工程勘测工作的首选机型。轻型无人机则由于整机的整备质量较小,在飞行过程中容易受到空气紊流的干扰,导致无人机飞行姿态控制的困难以及云台工作稳定性的欠缺,严重时甚至会影响测量数据的精度,但凭借其低廉的价格,也得到了不少对测量数据精度要求不是很严格的勘测工程的青睐。超轻型无人机拥有最低的有效载荷和最小最灵活的无人机机体,虽然测量数据精度不高,采集的图样清晰度也较低,但因其较低的起降场地需求和灵活多变的使用场景,仍然成为了小型公路勘测工程的首选。因此,根据所进行的勘测工程需求选用合适的无人机机型,对于高效完成测量测绘工作以及节约工程成本方面都有着重要意义。
        1.3无人机摄影测量技术特点及其作用
        通常无人机设备飞行高度比较低,一般保持在50m~1000m范围内,主要对近景进行拍摄。通过地面监控,适度调节飞行高度、观测视角及清晰度等指标,实时控制设备参数,以保证测绘物像的最佳效果。并且因其自身体积较小,不受飞行调度限制,其具有较高的灵活性,方便快捷。无人机摄影测量技术尤其适用于复杂地形、恶劣自然环境等条件,在传统测量技术无法实现的情况下,更加突显了它的安全性、稳定性、精准高效的作业特点。而且无人机摄影测量技术,较好地发挥了可视化作业的特点,迅速、准确、高效的将采集捕捉到的地形地貌数据与目标数据整合处理分析,进而实现直观展示。较好地适应当前数字化测量发展的新要求。
        2无人机摄影测量技术的应用要点
        2.1无人机航空摄影
        2.1.1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。


        2.1.2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。
        2.2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。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。
        3无人机在测绘工程中的具体应用
        3.1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。
        3.2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。
        3.3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。
        4提高无人机遥感测绘质量的具体措施
        4.1提高航测测量资料的质量
        为保证航测测量资料的质量,首先必须根据项目的具体特点和要求建设符合的飞行平台,其次明确测绘工艺,重点分析具体飞行特征,然后选择三角测量技术对存在的问题可进行有效修复,保证目标测量区域的测绘精确度和飞行的安全性。
        4.2测量关键环节质量的控制
        对于测量中关键环节,必须对环境质量进行合理有效的控制,并进行多次测量和计算,对于数据模糊无法界定的情况应重新测量并计算,才能保证测量结果的准确性。比如房产工程测绘时,要对分摊面积进行多次测量和计算,控制好测量误差,并在计算处理时采用计算机先进软件,及时发现测量质量问题,保证数据资料的准确科学。
        结束语
        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:
        [1]张志辉,罗玉凤.无人机遥感技术在测绘工程测量中的应用分析[J].科技风,2019(08):115+122.
        [2]赵元元.测绘工程测量中无人机遥感技术的运用分析[J].价值工程,2019,38(16):173-175.
        [3]犹华俊.测绘工程测量中无人机遥感技术的运用[J].工程技术研究,2020,5(02):42-43.
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