无人机低空摄影测量在城市测绘保障中的应用前景 曹小川

发表时间:2021/6/22   来源:《基层建设》2021年第8期   作者:曹小川
[导读] 摘要:无人机低空摄影测量技术作为我国城市测绘工作中的一种新型测绘方式,在具体的使用过程中具有更加快捷、灵活、高效和经济等优势。
        河北天元地理信息科技工程有限公司  河北三河  065200
        摘要:无人机低空摄影测量技术作为我国城市测绘工作中的一种新型测绘方式,在具体的使用过程中具有更加快捷、灵活、高效和经济等优势。通过无人机低空摄影测量技术的应用,充分满足城市化建设发展过程中对土地测绘信息的实时性和高分辨率的要求,是城市社会保障工作中非常重要的技术环节。
        关键词:城市测绘;无人机;低空摄影;测量应用
        引言
        无人机摄影测量技术在一些地形相对复杂的工程环境中具有较高的使用价值,能够较为准确地测量出所需要的数据信息,为后续工程设计工作开展奠定基础。因此,应加强对该项技术的应用研究,提升其在实际公路勘察设计中应用的有效性。在我国未来的数字城市、智慧城市以及城乡一体化建设和发展工作中,无人机低空摄影测量将会有更加广阔的应用前景。
        1无人机摄影测量技术的原理
        无人机属于一种较为小型的轻便遥控飞行器,将其应用到工程测绘时,需要在无人机上搭载分辨率较高的摄影专用镜头,然后应用GPS导向或现场遥控的方式对飞行器飞行路线、飞行速度等进行控制,使之能够在飞行过程中通过摄影拍摄到所需要的数据信息。当实际应用无人机摄影测量技术时,操作人员将无人机的飞行高度控制在距离地面200~300m,通过光栅影响的方式记录数据,在飞行结束后,利用专门的数据处理软件,将拍摄获得的栅格图像转化为所需要的数据信息。通过对该项技术进行有效应用,可有效降低工程测绘受地形环境的影响,如将其应用到山区公路勘测中,不仅能够有效提升勘测效率,而且能够在很大程度上提升勘测的准确率,对山区公路施工建设工作开展有较大的帮助。
        2 无人机低空摄影测量技术的优势
        2.1机动灵活
        与传统航空摄影测量技术相比,无人机航测技术具有快速航测反应能力,无人机往往处于低空飞行状态,飞行质量、机身颠簸度与测量精度并不会受到气候条件的明显影响,且空域申请较为便利。同时,在无人机飞行期间,当出现风向变化时,虽然会对无人机飞行线路造成影响,但依靠飞行控制系统,可以在短时间内对无人机航线进行修正处理,以减小外部环境对测量精度造成的影响。此外,无人机作为一种小型飞行器,对起降场地要求较低,仅需在一段较为平整的路面,即可安全完成无人机起降操作,并将升空准备时间控制在15min以内。而在测区现场地质条件过于复杂时,无法通过自力发射方式起飞时,工作人员还可选择采取弹簧起飞与垂直起飞方式,向无人机提供充足的升力。
        2.2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。
        2.3测量精度高
        在无人机航测系统中搭载有数字彩色航摄相机与数码相机等设备,在系统运行期间,可以持续获取超高分辨率的数字影像以及高精度定位数据,并将数据信息生成三维景观模型及三维正射影像图,最终测量的成像质量与精度都明显超过大飞机航拍测量成果。同时,无人机航测技术还可以切实满足不同类型工程测量任务的精度要求。例如,将无人机航测系统切换至低空遥感模式,在低空与超低空环境下完成测量作业,持续采集低空精准数据,满足应急救灾等测量任务的作业需求。

同时,将系统切换至高空作业模式,持续获取高空信息数据,以满足资源勘测等类型测量任务的作业需求。
        2.4测量效率高
        传统摄影测量技术受天气环境等多方面因素的干扰,因此在数据采集时工作效率较低,而且传统摄影测量技术在工作中所收集到的图像信息、成图工序运用的是全野外数据采集工作方法,因此图像信息收集作业量相对较大,而在城市测绘工作中,部分测量区域的面积相对较小,这就造成人力和物力的资源浪费。而无人机低空摄影技术,一方面受到外部天气因素的影响相对较小,同时在影像信息的获取周期上相对较短,大大降低了工作人员的工作压力,但提高了整个测绘工作效率,因此无人机低空摄影测量技术,在城市测绘工作当中具有非常广阔的应用前景。
        3 无人机低空摄影测量在城市测绘中的具体应用
        3.1三维数字建模
        通过使用无人机低空摄影测量技术,可以实时获取城市内部一些重点区域多方向以及多角度的高分辨率的影像信息,有效解决了传统航空摄影和地面摄影在工作时出现某些视角无法拍摄完全等问题。有效运用无人机低空摄影测量技术不仅可以生成DEM和DOM,还可以从影像信息中直接提取建筑体的纹理,进行三维建模分析和研究。通过该项技术的有效应用,减少了地面拍照人工采集物理纹理的工[3]作流程,真正实现全摄影测量工作模式。
        3.2在环境治理工程中的应用
        在环境治理工程中,对无人机航测技术的应用,可以有效减小复杂气候条件对环境监测质量造成的影响,全面掌握测区生态环境情况,为后续环境治理工作的开展提供信息支持。例如,在水环境治理工程中,无人机航测技术的应用价值包括:第一,可见光波段提取植物。采取变通VDVI算法,采取可见光波段提取法,在短时间内即可从所获取测绘影像中提取植被特征,以判断水环境中蓝藻等水生植物的生长情况,判断是否存在水生植物过度繁殖问题。第二,应急快速成图。在特殊情况下,为快速掌握测区环境情况,需要运用无人机航测技术,迅速掌握测区相关情况,运用无人机在高空快速获取测区影像资料,并在服务器端直接完成数据处理与计算过程,从而生成镶嵌正射影像、DSM影像与DTM影像等成果。
        3.3违法建设管理
        违法建设管理包括违法建设上报、违法建设编辑以及违法建设进度可视化监察等功能。违法建设上报是根据巡查人员上报的违法建设进行管理,并将违法建设信息发送给执法人员;违法建设编辑一是利用定期巡查的正射影像和城市三维实景模型,通过分屏比对的方式,人工进行违法建设的判别,将疑似违法建设数据根据格网反馈到巡查人员app上;二是可以对违法建设的属性信息进行编辑。违法建设进度可视化监察是以违法建设图斑为基础,结合多时相正射影像或城市三维实景数据,对现有的违法建设的进度进行监察,及时了解违法建设的治理情况。
        4 结束语
        综上所述,随着科学技术的不断发展,无人机航测技术具有机动灵活、作业成本低与高效快速等优势,在小区域高分辨影像获取方面有着明显优势,是传统航空摄影测量技术体系的有力补充,在工程测量领域中应用广泛。因此,为加大无人机航测技术的应用推广力度,提高技术应用水平,对无人机航测技术在工程测量中的应用现状进行分析,为从业人员提供技术指导。
        参考文献:
        [1]江晨.测绘保障中无人机低空摄影测量的应用分析[J].中国金属通报,2019(09):287+289.
        [2]高磊.无人机航测技术在工程测量中的应用[J].工程技术研究,2019,4(19):56-57.
        [3]叶志刚.无人机低空摄影测量在城市测绘保障中的应用前景[J].四川水泥,2020(06):333-334.
        [4]李涛.论无人机航测技术在工程测量中的应用[J].山东工业技术,2019(7):103-103.
投稿 打印文章 转寄朋友 留言编辑 收藏文章
  期刊推荐
1/1
转寄给朋友
朋友的昵称:
朋友的邮件地址:
您的昵称:
您的邮件地址:
邮件主题:
推荐理由:

写信给编辑
标题:
内容:
您的昵称:
您的邮件地址: