无人机遥感技术在测绘工程测量中的运用探究

发表时间:2021/6/24   来源:《建筑实践》2021年2月第6期   作者:彭帅、张亮
[导读] 随着无人机在民用领域的迅速推广与使用,其根据本身的
        彭帅、张亮
        枣庄市方圆测绘有限公司
        摘  要:随着无人机在民用领域的迅速推广与使用,其根据本身的机动性和良好的环境适应性以及经济性,已经成为目前新一代遥感测绘技术应用的重要飞行平台。本文基于此背景,对目前无人机遥感系统的组成和测绘技术要点进行全面分析,随后提出其在具体工程测量中的实际应用,以供参考。
        关键词:无人机遥感技术;测绘工程;测量运用

前  言:
        随着各种高新科技的不断发展与计算机技术的不断更新,促使我国在无人机技术和相关产业中有着巨大的发展,也取得了丰硕的技术成果,特别是在无人机应用到遥感测绘工程方面,结合无人机平台的应用为其提供了巨大的便利,保障了测绘的准确性和实效性。同时作为一种新型的遥感技术,其在灵活性和机动性方面都有着较大的优势,测绘效率较高,经济性良好,可以在人们难以到达的区域进行精准的测绘工作,快速实现实地调查监测任务,为相关地质工程的开展创造更加良好的条件。
1、无人机遥感系统组成
        近些年我国国内的无人机在遥感领域的研究逐渐深入,打造很多知名品牌,如中科遥感、华科尔和大疆等,而根据我国相关测绘行业的标准,无人机遥感系统主要包含七个部分。
        (1)飞行平台。该部分是指无人机的机体,可以搭载各种设备,如传感器和导航器等,一般常见的类型包含无人直升机、无人飞艇、多旋翼无人机和固定翼无人机等,其基本的参数要求如表1所示。


        (2)导航与控制系统。该系统的作用是保障飞行平台的稳定性和姿态正常,其对于数据采集的质量有着十分重要的作用[1]。
        (3)地面监控系统。在无人机飞行期间,其主要依靠的是自动驾驶仪控制,在地面对无人机的工作状态进行监控。
        (4)设备。其主要包含无人机的控制装置和数码相机等,在机身的任务仓内装置,可对遥感影像进行精准获取[2]。而该类相机一般会采取非量测相机类型,将装置和飞控系统一同设计和控制,实现定时间和定点或者定距离的间隔曝光,并可对影像的经纬度、飞行高度和无人机飞行姿态进行实时记录。
        (5)数据传输系统。其包含地面和控制两部分,传输距离在10km以上。
        (6)发射与回收系统。该系统一般会采取地面滑跑发射和回收的方式,如果测量场地地形较为复杂,可以采取弹射发射和伞降回收的方法。
        (7)野外保障设备。其包含野外的运输装备和机械维护装备等,其能够为无人机的测绘过程做出安全的保障。
2、无人机测绘技术要点分析
2.1提出任务以及空域申请
        在无人机遥感部测绘作业任务提出之后,需要对测区的基本情况和测绘的覆盖面积进行调查与分析,明确测绘目标,制定合理的测绘计划,安排外出作业时间[3]。同时在外出作业开始前需要向空域管理部门申请空中作业许可证,当申请通过之后才可进行测绘飞行作业。
2.2设计航线
        结合无人机遥感测绘工程的相关作业要求,在无人机的性能、作业时间和天气气相安全条件下,为无人机设置最优的飞行路线。在无人机遥感测绘航线设计中,其主要的方法包含三个方面。
        (1)在目标快速定位下进行航线设计。该方法是无人机的飞行目标被快速定位后,由地面的操作人员控制无人机飞行的高度,使其进入到程控状态。随后以任务高度开始来确定飞行轨迹。
        (2)在获取区域影响后进行航线设计。无人机在执行飞行任务获取区域的相关影像数据期间,需要在飞行区域确定的基础上计算航带的间距和飞向高度以及航带的数量与长度。
        (3)回收航线设计。在无人机回收期间可以采取的方法很多,如国内的伞降回收和阻拦回收等,但是需注意具体的回收点和应急点应当设置超出3个。
2.3飞行作业
        在无人机飞行作业期间,最好选择上午10点到下午2点时间段,气光照充足,飞速较小,这时所和获取的影像质量最高。其飞行作业也需要注意以下几点。
        (1)明确测绘区域的位置和气象情况,保障无人机的起飞条件满足。
        (2)实施无人机的组装、地面系统的调试,实现二者的有效连接。
        (3)在地面系统中需对相机的参数和无人机航线进行设置[4]。
        (4)在地面的控制系统中输入飞行指令,设定起飞方式,将无人机安全控制进入到预定的飞行航线,并结合对采集设备的控制,利用预定的采集方式进行影像的采集,随后将采集的画面和影响传输到地面控制系统。
        (5)如果在无人机进行控制作业期间出现异常,则需要由地面控制系统和人员结合实际情况调整无人机航线,并对重点测绘区域进行补充拍摄。
        (6)在预定飞行任务完成之后,需沿着预定的航线返回出发点,保障无人机安全返回。
        (7)在影像数据被采集完毕之后,需要及时检查无人机飞行姿态、航向重叠度,以及数码相机的曝光情况,如果存在与业内规范要求不符合的情况,需要在第一时间补充飞行。
2.4遥感影像的处理
        在利用无人机遥感技术进行测绘期间,最终的目标就是将被测区域具体的地理信息进行获取,并且以这些信息为主,生成各种测绘产品,如DLG/DEM/DSM或者DOM产品等。
        (1)进行数据预处理。该步骤是在相关技术支持下,将测绘的数据文件进行处理,生成需要的格式形式。
        (2)空三加密操作。在数据预处理完成后,需要进行空三加密操作,其具体包含独立模型、光束和航带三种方法,其中的光束法最为严密,其所计算的数据精准度系相对较高,但是计算量相对较大。而航带法虽然计算速度快,但是精确度较低。因此需要结合具体的测绘任务选择适当的加密方法。
        (3)制作DEM和DOM。结合自动匹配所生成的DSM,滤波后形成的DEM,在数字微分纠正和数字镶嵌之后,可以生成数字正射影响,也就是DOM。
        
结  语:
        综上所述,本文基于无人机遥感系统的分析提出其在实际测绘工程测量工作中的具体应用,进而希望能够为相关作业的实施提供科学的参考依据。
参考文献:
[1]王海峰,杨晓林.无人机遥感技术在测绘工程测量中的应用研究[J].幸福生活指南,2019,000(015):P.176-176.
[2]陈彦君.无人机遥感技术在测绘工程测量中的实践[J].电子测试,2019,000(009):78-79.
[3]艾沙江吾斯曼.无人机遥感技术在测绘工程测量中的应用分析[J].地矿测绘(2630-4732), 2020,003(002):P.7-8.
[4]朱亚娟.无人机遥感技术在测绘工程测量中的应用探析[J].世界有色金属,2020,No.541(01):219+221.
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