无人机遥感技术在测绘工程测量中的应用 王文华

发表时间:2021/6/17   来源:《基层建设》2021年第7期   作者:王文华
[导读] 摘要:随着数字化产业的蓬勃发展,科技的发展为社会各行各业的发展提供了良好的技术支撑。
        正元地理信息集团股份有限公司山东分公司  山东省济南市  250101
        摘要:随着数字化产业的蓬勃发展,科技的发展为社会各行各业的发展提供了良好的技术支撑。其中,无人机遥感技术具有高精度、环境适应力强的优势,广泛应用于工程测量行业中,为测量工作的开展提供了便利。从宏观角度来看,无人机遥感技术具有广阔的市场发展空间,对整个行业的发展有着积极的作用,因此在工程测量中应用无人机遥感技术具有极强的现实意义。
        关键词:无人机遥感技术;工程测量;应用优势
        引言
        我国正在推进现代化建设,项目数量逐步增加,测绘工作为工程的设计和施工提供重要的数据及资料支撑,保障施工质量和安全,起到了有效的辅助性作用。随着相关科学技术的飞速发展,工程测量领域获以革命性的技术更新。特别是近年来,无人机遥感技术在各种工程测量活动中已得到广泛应用,方便测量内外业的开展,同时,保证了测绘生产质量。
        1.无人机遥感技术在工程测量中的应用优势
        1.1 监测尺度大
        因为测量区域不同,所以测量数据存在着一定的差异,并且测量的区域越大,获取准确数据的难度就越大。然而,无人机遥感技术不仅可以适应较大的测量范围,还可以利用无人机设备的功能优势,满足最大尺度的监测要求,同时其还能够通过远程监控对测量范围进行调整,从而获取更为详细的内容。无人机遥感技术具有数据准确度高的特点,除了节省人力、物力,还能够测量出准确的数据,为测量工程的开展奠定良好的基础,因此在工程测量工作中得到了广泛的应用。无人机遥感技术在数据获取、分析、筛选等方面都具有极强的优势,为工程后期的信息整理汇总提供了可靠的数据依据。另外,无人机遥感测绘主要通过 GPS 差分定位、卫星遥感、无人驾驶等技术进行测量工作,与传统测绘技术相比,在数据采集与传输速度上提升了7~9倍,极大地提升了数据的准确性与有效性。
        1.2 抗干扰性强
        无人机低空摄影测量技术,相较传统的航空摄影技术以及卫星光学遥感摄影技术,就测绘工作而言具有明显的优势。传统的航空摄影或者卫星光学遥感摄影,在拍摄过程中受城市内部一些超高层建筑体遮挡或高空云层的影响较大,当摄影设备遇到较厚的云层时,云层会遮挡拍摄镜头,导致所收集到的图像信息缺乏真实性。而无人机低空摄影测量,无人机设备可以在较低的高度环境飞行,在整个摄影和测量过程中不会受到高空云层遮挡等因素的干扰,所获得的测绘图像信息具有更高的可信度。而通过无人机低空摄影技术的应用,可以实现从不同的角度方向获取城市内部不同建筑体的地理位置信息,因此在整个城市测绘工作中抗干扰优势非常明显。
        1.3数据精确度高
        对于无人机携带的成像器材来说,一般采用了高精密型彩色数字摄影机,可以避免测区地物要素的遗漏,获取高清晰、多角度、多重叠的地表影像。地面控制系统对此进行快速接收,在保证数据精确度的同时,极大地节省了外业的人力成本和生产成本。无人机遥感技术所具有的推广应用价值,集中体现为造价低、运行成本低、经济适用性好,这在工程测量领域更是毋庸置疑。但是,经过长期的实践,也发现了无人机遥感技术存在旋偏角偏大、姿态稳定性欠缺、行带排列不整齐、地面分辨率不足等现象,并且属于不可彻底避免的技术弱点,尤其是在山区应用该技术测绘地形图,上述问题总是存在着较高的发生概率,最终会影响数据成果的精确度,有待改进。
        1.4 测量成本低
        在工程测量工作中,运用无人机遥感技术进行测绘工作,与其他测绘技术相比,明显降低了测量成本。同时,我国的无人机技术一直处于世界领先水平,对无人机的研究范围比较广。我国运用无人机遥感技术进行测量作业,在设备投入上的费用并不高,并且其操作流程比较简单,对工作人员进行简单的培训后,便可以进行实地操作,极大地节省了人工成本。


        2.无人机遥感技术在工程测量中的具体应用
        2.1 可以提供高分辨率的测绘产品
        随着我国城市信息化建设发展速度不断加快,现阶段正在规划以及改造的城区内部缺少大比例尺、高分辨率以及高精度的数字化测绘成果。当前已经发射的高分辨率卫星,影像分辨率已经达到了较高精度,但无法满足1:500的大比例尺测绘产品生产要求。无人机低空摄影测量技术可以为重点区域提供高分辨率高精度的正射影像DOM,数字高程模型DEM,数字栅格图DRG以及数字线画图DLG等相关测绘成果。
        2.2重点区域动态监测
        近年来,我国城镇化建设发展速度不断加快,需要对城市内部的核心区域以及散落在城市内部多个建设区域进行动态化管理。在实际工作中动态化管理区域的范围各有不同,大到几十平方千米,小到零点几平方千米的区域都需要进行准确测量;而且要保证测绘数据信息具有极高的精确度,采集的影像具有极高的分辨率;同时需要对高精度格网测绘数据信息进行周期性更新。通过对无人机低空航摄技术的有效应用,可以对测绘区域范围内的动态信息进行实时性监测,并且可以自动对比不同时期范围内DSM变化情况,通过DOM以及DSM变化检测结果之间进行综合分析,可以得到更加直观的动态监测成果。
        2.3在城市规划中的应用
        随着城镇化建设的稳步推进,建筑物及构筑物也在不断地更新。应用无人机遥感技术,能够充分掌握管辖区域内土地开发利用的现状,进而可以调整区域规划,依据长期发展规划,深度优化城镇空间的布局。从提升土地资源利用率及利用效益的视角看,无人机遥感技术起到了基础支撑性的作用,正在以先进的技术手段加快城镇可持续发展的进程。无人机遥感技术与 GNSS、GIS 等技术进行联合应用,综合效益更显著。例如,工程建设的前期规划当中,获取施工区域的地质、水文、气象等地理信息的数据,有助于相关部门的精准施政。
        2.4 无人机航摄数据后期处理
        事实上,对外业影像数据所反映的信息进行分析、归类等处理的过程,始终具有人机交互特点,充分折射后续生产的智能化程度,这要求在提高信息处理质量的同时,兼顾提高信息处理的效率。例如,在当前工程测量活动中,矿山测量较为常见,对整个矿区应用无人机遥感技术进行数据采集,可以高效地获取地面信息,事后使用配套的商业软件进行数据处理,可以高质量地生成 DOM、DEM、DLG 等产品,体现现代测绘手段的便捷性、精确性。与传统的工程测量技术比较,数据信息的后期处理环节所采用的技术手段变化大,基本上取代了大量的人工操作。传统技术的缺点较多,效率之低造成时间浪费,同时,精度还不能完全得到保证,不利于测绘任务的顺利完成;现代技术的针对性较强,特别是云端协同、智能共享,充分加速技术融合,有效避免这类问题的发生。所以,无人机遥感技术后期处理的本质,是专业软件开发与应用的具体实现,反映软件执行功能深化、算法优化、操作简化的技术路线。
        结束语
        在工程测量工作中,无人机遥感技术作为一种新兴的测量技术,在测量方式、精确度等方面具有较强的优势,其不仅可以增大测量尺度,还可以提升测量效率与质量。因此,业内人士必须加强对无人机遥感技术的研究,熟悉其测量原理及使用流程,从而发挥测量优势,提升测量工作的质量,推动工程测量行业的发展。
        参考文献:
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