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摘要:近年来伴随科学技术的快速发展,推动了无人机载体平台的不断进步,无人机航测技术在工程测量中得到广泛应用,促进工程的顺利进行。
关键词:无人机;航测;应用;实践
1无人机航测技术概述
无人机航测是传统航空测量的有力补充,其在获取区域高分辨率影像方面有着明显的优势。特别是随着无人机与数码相机技术的不断发展,以无人机为平台的数字航测技术也越来越显示出其独特的优势,在重大工程建设,应急处理,国土监察,资源开发以及城镇建设等方面都发挥着越来越重要的作用。其主要技术特点如下:
首先,无人机测航技术有着十分快速的反应能力。无人机测航受气候等影响条件小,通常低空飞行,空域申请十分便利,且对起飞降落场地的限制也很小,可以很便利的开展工作。一般情况下,进行无人机起飞升空的准备时间只需要十五分钟就可以完成。
其次,安全性比较好。由于无人机没有飞行员,因而获取影像时不用考虑飞行员的安全,能够解决人工探测无法到达的危险和复杂区域的监测功能。如一些气候复杂、地形复杂的区域,就可以通过无人机来进行测绘工作,不仅十分的便利,而且一旦出现问题,也不会造成人员伤亡。
第三,数据获取快速。航拍无人机所携带的数码相机等电子设备不仅可以快速的获取地表的超高分辨率数字图像以及高精度定位信息等内容,还可以非常方便的使用这些数据生成三维景观模型,三维地表模型等可视化的数据,以此来进一步的实现开发与应用。
第四,成本低,机动灵活。与传统的卫星遥感影像以及大飞机相比,无人机的成本可以说是极低。不仅如此,无人机体积小,方便运输,机动灵活的特性也是其重要的技术优势。在无人机的应用中,既能够大范围的全面感知复杂地形等场景,还能够高精度,高清晰度的对区域进行测绘,并通过高效的数据处理采集设备,迅速生产具有真实效果和高精度的测绘结果。
2 无人机低空航测的技术要求
无人机航测技术作为现代数据采集手段,为地形要素快速采集提供了新的思路,同时提高了工程测量数据的准确性,不同地形条件下平面与高程精度要求如下表:
为了保证更加精准的测量结果和工程的应用效果,无人机航测技术在应用之前需要注意以下事项,首先,需要对整个无人机系统进行全面的检查,检查无人机设备是否存在异常;其次,对无人机上的摄影设备进行检查,查看影像的成形的效果是否清晰;然后,对无人机航测技术应用时周围的环境进行分析,为无人机的运行提供广阔的环境;最后,该技术在应用过程中要严格遵守航测的工作流程,从而提高航测数据结果的准确性。
3 无人机航测技术在工程测量中的流程分析
近年来,为了促进社会经济的发展,减少水患灾害,并提高水资源的利用率,水利工程建设不断增加,但是水利工程在建设过程中经常会因为涉及范围广而不能获得准确的相关数据,影响该工程建设的进展。科学技术的进步,促使工作人员不断研究新的测量技术,无人机航测技术因此出现。以甲水利工程建设为例,对无人机航测技术在工程测量中的应用进行分析,在该工程中的测量中采用无人机系统,通过控制平台,控制无人机系统在整个工程的上空进行全方面的测量,从而可以使工作人员在很短的时间内得到准确的测量数据,并根据数据制成工程的模型。
3.1 无人机航测的外业流程
无人机航测的外业流程主要是对工程进行控点布设,然后进行航线规划,最后进行航测作业。
首先在对工程进行空点布设时,因甲工程所处的地势比较复杂,利用传统的测量技术对工程进行测量会产生一定的误差,因此采取无人机航测技术,利用1:2000的比例尺对工程进行测量,利用先进的科学技术,对工程进行控点布设,每隔300m布设一个控制点,根据工程的具体情况决定控制点的数量。其次,进行航线规划,根据工程的具体情况、无人机的飞行高度和相关数据对无人机航测的路线进行合理的规划,在航测过程中,还需要注意无人机飞行的速度、画面的清晰度、飞行的高度和每个片区的高差等等,因为甲工程的整个线路里程比较长,因此在设置飞行高度300m,将预定航线规划好并导入无人机飞控系统,并且保证在宽阔净空良好的地区进行操作,提高無人机航测过程中的安全性和准确性。最后,根据设计好的航测路线进行航测作业,获取相关的工程数据信息[2]。
3.2 无人机航测的内业处理
无人机航测的内业处理主要包括数据准备和数据解算。在数据准备的阶段过程中,将无人机航测的数据导出来。然后对航拍的位置和影像数据进行相关的处理,调整整个航向和旁向的倾斜角等等工作,最后对航测的数据进行整理,根据之前的控点布设,对工程中的具体坐标进行确定。在数据解算阶段过程中,需要在工程新建的项目环节中,导出无人机航测的相关数据,并根据数据建立位置的具体坐标图,从而与工程的实际位置进行相匹配;然后对相应的参数设计进行严格的处理和规划,根据控制点的位置选择合适的坐标体系,最终完成DOM数据处理。
4无人机测航技术的应用
随着无人机技术水平的提升,无人机航测应用的范围也日趋广泛,目前已经非常成熟的应用于多个领域之中。总结起来,无人机航测的应用领域主要有如下几个方面:
第一,用于国土测绘工作。无人机的重要应用领域之一就是国土测绘。通过快速,机动灵活的无人机,能够迅速的获取到航摄数据,进而迅速的掌握需要测量区域的详细情况信息。这些信息可以用于国土资源管理的很多方面,比如国土资源动态监测和动态调查,土地利用情况和数据更新,土地利用变化的动态监测,地理特征信息分析以及区域规划工作等。
第二,用于选线设计工作。如公路设计,铁路设计,输电、输油线设计等。通过无人机航测遥感技术,可以十分便捷快速的获得航空影像,为选线的设计提供翔实可靠的第一手数据。特别是在石油天然气管道选线设计当中,不仅能够更好的优化线路,还能够为未来的安全监测与管理提供极大的便利,比如及时的发现管道泄露或是被盗等情况。
第三,用于环境监测工作。由于无人机航测技术能够快速的获得高分辨率的航空图像,因而能够对环境和水污染等概况进行非常便利的大范围监测。比如,通过无人机航测能够实现对排放污染进行监测;对湿地、海岸线、植被等自然情况进行监测。在实际应用中,已经在水质调查,大气环境监测,固态废物监测等方面发挥了巨大的作用。
第四,用于农林分析。无人机航测提供的高分辨率图像,可以为作物分类分析等方面提供详实的资料。不仅如此,在农林用地情况分析,作物识别,水产养殖监测,森林覆盖率监测分析,植被健康分析等方面也有着重要的应用。
第五,用于应急响应。由无人机航测的发展历史可以发现,无人机在测绘领域进行广泛应用和发展主要开始于应急救灾等场景。无论在地震救灾还是在水灾,火灾等灾害的应急响应中,无人机航测都发挥了非常重要的作用。甚至在很多时候,测绘无人机是第一个到达现场并进行勘察的设备,这为了解灾情,部署抢险救灾工作提供了非常重要的信息。
第六,其他应用方面。如今,无人机航测技术的应用范围越来越广泛,除已经比较成熟的上述领域,还在非常多的领域中发挥了重要的作用。如无人機测绘技术所获得的资料在城市宣传、展会宣传,户外活动、庆典、晚会等方面都已经或是正在发挥着不可替代的作用。
参考文献:
[1]谭凯婷.无人机航测技术在水利工程测量中的应用[J].黑龙江水利科技,2018,46(07):185-186+204.
[2]王生新.无人机航测技术在矿山地籍测量中的应用初探[J].世界有色金属,2018(07):285+287.
[3]范承啸,韩俊,熊志军,赵毅.无人机遥感技术现状与应用[J].测绘科学,2009,34(5):214-215.