无人机航测技术的发展与应用探讨

发表时间:2021/7/1   来源:《科学与技术》2021年第29卷第7期   作者:裴晓娟
[导读] 近年来,我国科学技术发展迅速,无人机技术也有了长足发展。对于小型无人机,在飞行时间、
        裴晓娟
        大连市城乡规划测绘地理信息事务服务中心辽宁大连 116011
        摘要近年来,我国科学技术发展迅速,无人机技术也有了长足发展。对于小型无人机,在飞行时间、飞行质量或航空测量技术方面,都有长足的进步和突破,在航空测绘领域,遥感取得了非常理想的发展前景。因此,本文对无人机航测技术进行深入的探索与分析。
        关键词:无人机,航测技术,发展与应用
        引言
        无人机航测技术具有许多优点,不受外部环境的影响很大,同时成本低、分辨率高且工作周期短,已广泛用于工程数据收集工作中。积极发展低空遥感产业,不仅可以为我国的数据采集工作提供有效的手段,而且可以为改进和发展我国的航空遥感技术以改善采集、处理和分析奠定坚实的基础。提高我国空间数据遥感数据的分辨率并减少我国对国外先进技术的依赖的能力。
        一、无人机航测技术结构
        无人机航测的技术结构主要由两部分组成:无人机飞行平台和高清摄像机。无人机具有特定的装载空间,可以为高清摄像机和数据传输系统提供装载平台,同时还具有可以由地面控制单元进行远程控制的飞行控制系统。高清摄像机负责收集地面信息,并通过数据传输系统将收集到的信息传输到地面计算机。无人机的技术核心主要集中在飞行控制系统和地面控制系统上。第一,飞行控制系统。该系统是无人机航测技术的基础,利用地面控制设备的远程控制和GPS定位导航技术,可以实时获取无人机的飞行位置、高度、速度并接收地面控制信号。飞行控制系统允许无人机到达测量和制图区域内的所有空域,以获得全面的地面信息。第二,地面控制系统。该系统为操作员提供了无人机的控制界面,以查看无人机的飞行参数,实时控制无人机的飞行状态,并允许无人机按照预先设计的飞行路线飞行。从目标区域获取地形数据。
        二、无人机航测技术的系统配置
        (1)硬件
        对于无人机航测技术系统,主要由飞行平台、传感器、飞行控制系统、地面监视系统、地面运输和支持系统组成。在我国,“垂直尾翼”无人机和“双引擎”无人机是更为先进和成熟的飞行平台,无人机的飞行系统还配备了自动驾驶仪和GPS导航器、姿势调节器、高度计、气压计等。GPS是导航控制的关键组件,可以修改摄影机的方向,为地面监控系统提供通讯、维护和监控系统。
        (2)软件
        与传统的航测系统相比,无人机航测拍摄系统通常更为复杂,因此需要配置其软件以确保无人机的摄影系统可以快速处理图像,需要不断改进。就无人机航拍软件而言,主要应用于航拍任务计划,其主要功能是将拍摄结果、照片的统计数据和图纸划分为自动和半自动区域。通过自动调整曝光点之间的距离来快速检查线条照片的质量的软件主要是检查浏览图像的质量、检查重叠索引、检查旋转偏斜指数以及检查自动批量大小图像、航班数据范围等。另外,这些软件的系统配置可以对无人机航拍系统的整体工作效率产生一定的影响,同时可以准确地进行评估和检查,这些内容的核心内容是偏转角以及重叠度,这两项内容必须要满足航测所提出的要求,从而对整体照片的质量来提供一个可靠的保障。
        三、无人机航测技术的优势
        首先,无人机空中测量技术只需要一小部分相对平坦的地面即可完成拍摄,因为对起飞地点的要求不高,并且不需要非常专业的跑道,因此更具选择性。在此基础上,可以有效地改善测绘过程中的应急处理工作,特别是在环境变化时,无人机航测技术可以确保无人机不受外界影响,实现正常取物、起飞和降落。其次,无人机航测技术可以有效提高测绘过程的安全性和科学性,因为无人机本身可以在小空间、非常复杂的环境中进行例行起飞,从而达到测绘的摄影,映射过程相对较高,无需依靠其他技术来形成更清晰的数据并有效地完成数据和信息收集,可以在一定程度上优化测绘工作的整体水平和质量,为后续测绘管理项目的科学发展奠定了基础。第三,无人机航测技术可以有效降低资金成本。

现有的测绘项目浪费了大量的人力和物力,并且可能需要很长时间来收集和分析特定的测绘数据,无形增加了整个项目的成本。借助无人机航测技术,起飞和降落不会消耗大量的能源成本,并且可以合理地减少活动周期,从而为后续运营管理项目的整体优化奠定了基础。
        四、无人机航测技术应用分析
        (1)自然资源调查
        近年来,随着国家对生态环境的关注,一系列针对土地、矿产、森林、草原、水、湿地、海域海岛等自然资源的特性的调查,成为了当前自然资源行业关注的重点,传统的调查以人工野外踏勘、现场测量为主,工作量大、效率低,采用无人机航摄快速获取调查区域的影像资料,制作高分辨率数字正影像图以及三维实景模型,采用专业测量软件进行自然资源的范围采集、数量统计以及相关人文地理等多维度信息获取,提高了资源普查的效率并降低了项目费用成本。因此,使用无人航空摄影技术,可以快速获取自然资源调查区域的地表形态、社会状况、而且能够实现调查技术人不能到达区域自然资源的获取,为自然资源的清查、统计提供了新的技术手段。
        (2)适用于输电线路
        当前,电力资源被广泛用于人们的日常生活中,并且必须在电力供应系统中构建大量的输电项目,以使人们能够使用电力。其中,输电线路布线和路线变更项目数量少,但工期很短,长期施工有可能影响用户的用电量,因此采用现有的测绘技术因此,由于在测绘建筑区域中极有可能发生施工延误和数据准确性差等问题,因此传输线恢复业务技术积极利用无人机航测来进行与轨道有关的数据测量,从而获得较高的精密图像。以高质量和高效率轻松、快速地提供数据,并促进了智能电源系统的发展。
        (3)适用于地震灾害的急救
        我国的一些省市都位于地震带,因此地震灾害的风险相对较高。一旦发生灾难,救援人员无法及时赶到事故现场,造成严重的人员伤亡。在发生灾难时,无人机航拍技术可以拍摄灾区的高质量图像,从而首次为指挥中心提供最准确的图像数据。但是,通常会涉及灾难过程。如果想在恶劣的天气下进行常规的卫星拍摄或空中飞行,将无法获得高分辨率的镜头,但使用无人机的低空航拍技术可以对地震区域的地理数据进行映射。人和机器可以深入灾区并在不受灾难影响的情况下获取图像数据,因此救援队可以识别地震灾难并找到进入灾区的方法,及时进行救助工作。
        (4)绘制高精度地形图
        将无人机应用于地形图测绘,是无人机具体应用于具体专业领域又一体现。首先,将数码摄影机安装在无人机平台上,采用专业的无人机航摄系统,根据测区位置,设计航飞路径。路径设计应考虑到图像所在区域的地形特征和摄影机的功能。不断优化设计,使捕获的图像可以获得更高的分辨率和质量。其次,进行影像图的控制测量。可以根据不同区域布置图像控制点,以提高图像控制点的精度。如果航摄区域没有明显地物可用控制点的测量,可以在航摄前,人为在测区人工布设“+”“∟”标志,进行控制点测量。其次,将通过无人机航摄的影像,再通过专业的数字摄影测量软件进行航摄区域进行空中三角测量,根据CASS等专业制图软件,按照数据标准严格编辑输出的数字地形图,应该能够获得高精度地形图。
        结语
        现已广泛使用的无人机航测技术以其高精度、灵活性和低成本优势而受到广泛好评。综上所述,本文简要介绍了无人机航测技术在建设管理和土地改良项目中的应用案例,无人机航测技术在水电勘测领域具有很好的研究应用。随着GPS定位技术的日趋成熟,无人机航测技术逐渐实现了无地面控制点的控制优化的特征,在数字地形模型和3D城市模型的构建中具有很大的适用性。
        参考文献
        [1]吴波涛,刘斌,李云帆,等.差分GPS无人机航测技术测试及分析[J].长江科学院院报,2017,34(1):142-144,154.
        [2]胡龙华,王向忠,崔贵彦.北斗高精度无人机航测技术在农村土地承包经营权确权项目中的应用[J].测绘通报,2017(4):85-87,137.
        [3]毕凯,黄少林.无人机航测技术在农村土地调查工作底图制作中的应用[J].国土资源遥感,2017,28(2):149-153.
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