工程测量之无人机航空摄影测量技术

发表时间:2021/6/28   来源:《工程管理前沿》2021年第7期   作者:张春生
[导读] 随着科学技术的快速发展和提升,
        张春生
        上海锐特测绘技术有限公司
        摘要:随着科学技术的快速发展和提升,现代化无人机航空摄影技术已经熟练地应用在工程测量中,为提高实际的测量效率和效果,本文就工程测量之无人机航空摄影测量技术进行探究,简单说明使用无人机测量的优势,并对其在工程测量中的具体应用技术,旨在为相关的工作人员提供几点参考建议。
        关键词:工程测量;无人机;航空摄影测量技术

        引言:在工程测量的过程中,为得到更加精准的数据,在实际的测量过程中,应着重提升测量应用的科学技术。现代社会中,无人机的使用较为普遍,使用无人机进行航空拍摄测量能够更全面的对地形和地况进行分析和了解,得到较为健全的数据,有利于为后续的工程设计和施工提供更加准确的数据资料。因此,相关测量人员应加强对无人机技术的学习,提升实际的测量技术水平。
1无人机航空摄影测量技术及优势
        无人机航空摄影测量技术简称为无人机航测,其通过在无人机上搭载相应的设备,如摄像机和GPS等,对工程区域范围内的实际情况进行调查,并了解该工程的具体情况和数据资料。无人机航测的应用在工程测量中具有一定的优势,一方面,无人机整体结构较小,能够在空中进行拍摄,具有较强的灵活性,能够根据使用者的实际工作需求来进行操作,整体的拍摄测量工作的效率较高。在无人机中搭载的摄影设备等具有较高的分辨率,能够通过数字信息技术来进行传输,提升整体的使用效果,并且能够在不同环境中使用,不会对信号和数据资料的传输产生不良的影响。因此,为保障工程建设的质量,应加强对无人机航测技术的提升,不断发展无人机航空遥感技术,实现对工程的动态监测。
        在使用无人机进行航空摄影测量时,该设备具有一定的优势和特点,能够有效提升测量的实际效果。首先,无人机航测的反应速度相对较快。无人机能够在有限的场地中实现升降活动,并且不受普通的天气和环境影响,操作较为简单。由于无人机在地面操控,在移动和飞行的过程中,不需要考虑人员安全问题。在遇到不良情况时,能够快速的移动和反应,提高整体的操作测量效果[1]。
        其次,拍摄测量效果精确度高。在使用无人机航测时,其内部加载的拍摄设备和软件等能够有效提升拍摄的精确度,在低空范围内对工程测量区域进行拍摄和摄影,并及时将相关数据传输到地面的信号接收设备中,提高传输效果。同时无人机中的拍摄设备分辨率较高,数据传输软件等的传输效果较为优异,进而使整体的拍摄效果较为良好。
        最后,无人机航测的过程中受到影响较小。无人机在极端天气以外的情况下都能够正常使用,由于无人机一般在低空范围内活动,其受到云层和高空风力的影响相对较低,小型无人机的移动不受一般情况影响,且具有较强的拍摄效果,因此,相关的工程测量人员应根据实际情况来选择合适的无人机航测技术来对工程进行测量,提供整体的测量效果。
2无人机航空摄影测量技术在工程测量中的应用
2.1无人机设备调整
        在无人机航测技术使用的过程中,首先应对无人机设备进行调整和测试,使其保持在最优的情况下,再进行接下来的测量。无人机中集合了飞行控制系统、拍摄和监控系统以及数据传输相关的系统和其他的设备,通过与地面进行实时的数据传输,实现对无人机飞行状态的控制,并将拍摄的数据和资料及时回传处理。
        在进行工程测量前,相关的人员应对该区域有初步的了解,根据实际情况选择合适的无人机种类。我国常用于无人机航测工作的设备一般由航空集团与其他企业进行联合生产,无人机的类型包括旋翼式无人机、双发或垂直型无人机等,需要根据实际的需求来进行选择。另外,为保证无人机的拍摄效果,应使用无人机数码相机等,确保在空中飞行过程中能够清晰的进行拍摄[2]。
        在无人机起飞前对整体无人机和相关的控制设备和拍摄设备等进行检查,确保无人机能够正常运行。同时对测量区域进行了解,测量该区域天气情况和风力大小,区域内是否存在雨、雾情况,其云层和阳光是否会对测量的结果产生影响等,虽然无人机能够抵抗一定的环境影响,但为了使测量的结果更加准确,应针对环境气候的情况来对无人机进行调整,减少不良影响,提升测量效果。


2.2工程测量区域规划
        在工程测量前应对无人机航测的区域进行合理的规划,并设计相应航线,确保无人机拍摄测量的过程中,保证高效率无缺漏的情况。工作人员应对工程测量区域进行大致的了解和调查,并针对不同区域的特点来进行划分,尽力使同一区域的环境情况相似,或者测量的方法相同,避免不合理的分配结果。划分区域的过程中,严谨将测量空间遗漏,根据航测的效率,将不同区域任务进行细分,确保整体工作量相差不多。如在对某工程进行测量时,应根据工程的需求来设计工程检测重点,并对测量区域进行合理的划分,提升整体操作的实际效率。
        在设计无人机航线的过程中,应明确负责测量工作的无人机数量,无人机同时工作还是轮流工作以及测量工作是否需要进行重复测量等。根据工程测量区域的划分,设计每台无人机的实际航行路线,保证其测量的结果与实际情况相符[3]。由于无人机的机身较小,在测量的过程中,其能量储存较少,或者能量转换效率较低,无法长时间的工作,因此,为保证测量的结果具有准确性和全面性,应对其航行的线路进行合理的规划,使其能够充分的对测量区域内的环境情况进行准确的拍摄和测量。
2.3测量区域控制网和控制点的设置
        控制网建设的设置过程中,应在测量范围内设置相应的布控点,构建测量控制网络,明确整体图像的区域。测量人员应在工程范围内设定基准点,选择拍摄图片较为清晰的地点进行设置,选择多个清晰地点,将其与测量的点和控制点等进行重合,通过三维坐标显示,使其精准度更高。将无人机航测的图像使用坐标进行显示,并根据图像和实际情况的比例来进行相应的测量,确保整体的控制点的坐标,得出情境效果的位置与特点。
        控制点的设置能够使测量更加的准确,在测量的过程中,根据控制网络中基础点和控制点的设置,使区域环境在三维坐标中体现出来,便于下一步的建模,提高对环境信息的了解和掌握效果。无人机在进行航空拍摄测量时,使用定位点和控制点对待检测区域进行测量,使整体检测的数据更加的精准。构建模型的过程中,若存在数据模糊情况,应对原始的图片和影像等进行分析和调取,将其坐标和数据进行结合分析,并将准确的数据应用在模型中,使区域数据更加的准确。
        在测量的过程中,为使图像更加的清晰准确,使模型中的数据更加精准,应在无人机上搭载更加高清的数码摄像拍摄设备,使用具有抗震防抖等性能的摄像头,提高对测量区域内图像拍摄的分辨率。在航行拍摄时,应按照航行路线,以无人机为原点对周围环境的不同角度进行拍摄,以便后续能够对区域进行多角度的对比,得到更加精准的数据。如某区域被遮挡,在拍摄的过程中,正常视角下无法拍摄到其内部的实际情况,导致后续模型构建过程中受到影响。此时可以对比不同角度的测量影响,对其内部的情况进行分析和了解,保障后续工程建筑的设计和施工效果。
2.4无人机航测数据处理
        在对无人机航测数据进行处理时,主要的流程分为两部分,其一,准备数据。将无人机中的拍摄采集的数据导入到专门的文件中,由专业的人员对工程区域信息进行计算和判断。相关工作人员应将不同角度拍摄的影像进行详细的比对,将其中清晰的图像收集并缩略保存。沿着无人机拍摄航线对数据进行处理,将不同区域环境的数据补充完整,确保数据准确无误。将整理后的数据资料储存备用。
        其二,对初步处理后的数据进行数据解算工作。解算过程对于工程测量的准确度和测量工作的实际质量有着非常重要的作用,其准确度直接影响测量的效果。为确保数据解算的准确性和有效性,应由专业的人员来负责进行后续的操作。使用专门的软件对数据进行处理,对坐标进行合理的调整,使图像在更加标准的坐标系中体现出来,根据数据进行精细化管理,提高整体的数据处理效果。数据处理后应对无人机航测的结果进行检验,确保探测结果符合要求。
        在数据处理后,相关的工作人员可以根据实际的工程测量需求对数据进行后期的制作,根据实际的地理因素,对图像和数据进行纠偏,提高精准性。或者可以根据工程负责人根据自身的需求来对数据进行剪辑和调整,使其能够发挥出应有的作用。
结论:综上所述,在现代化背景下,为使无人机航空拍摄技术的应用更加有效,在使用的过程中,应提高无人机装置的质量,使其分辨率和拍摄效果得到提升,进而提高拍摄的精准度。同时,根据实际的情况来设计相应的控制点与航线,使整体航测的过程较为精确,降低区域遗漏等不良情况,提升整体数据的实用效果,并为后续的工程施工提供一定的帮助。
参考文献:
[1]何先宁.无人机航空摄影测量技术在地形测绘中的应用探析[J].资源信息与工程,2019,034(001):P.119-120.
[2]潘立雄.无人机航空摄影测量技术在工程测量中的应用[J].工程与建设,2020,v.34;No.131(05):157-158.
[3]朱元栋.无人机航空摄影测量在工程地形图测绘中的应用探析[J].计算机产品与流通,2020(02):280-281.
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