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摘要:伴随着我国科技水平的发展,我国测绘技术也有了很大进步,无人机在大比例尺地形图测绘中应用广泛。无人机在大比例尺地形图测绘中发挥着重要作用,能够有效解决工程中存在的各种问题,提升工程整体效率。文章就无人机航测在大比例尺地形图测绘中的应用进行探究,首先介绍了无人机航测系统特点,然后分析了无人机航测的发展现状,最后提出了无人机航测在大比例尺地形图测绘中的具体应用,以供参考。
关键词:无人机;大比例尺;地形图;应用
引言
随着航空技术的发展,无人机种类与功能日益增加,无人机摄影测量技术同时应运而生。利用遥感技术方便、快捷的获取和更新地表信息来保证人民群众、财产安全和经济快速发展,已经成为国家基础建设部门的重要课题。大比例尺地形图含有详细的地形要素和地理信息,是城市规划、市政公用事业、土地管理必不可少的基础资料。
1 系统特点
无人机测量技术和传统的航测技术相比较,它具有以下优势:
(1)在对后续处理工作时,能够按照相关的需求增强数据的后续处理能力,可靠性非常强;
(2)在无人机升空时,不需要花费过多的时间,因为它体积小,且携带十分便利,在使用时可以不受场地的限制;
(3)在信息获取方面,在进行大比例尺测绘时,无人机因为飞行高度并不是很高,所以能够得到精度很高的大比例尺影像,被广泛应用于小范围测绘中;
(4)在人力使用成本方面,在平台搭建以及作业的过程中都不需要很多的人力,无人机航测技术不需要很多的工作人员操控,因为它是无驾驶操作,这就在很大程度上节省了测绘的成本。
2 无人机航空摄影测量在地形图测绘中的发展
跟随地理科技产业的开展和应用技术的普遍宣传,城乡建设发展遥遥领先,遥感技术是目前地理信息领域的推广逻辑,从而取得了广大工作人员的认可和关注,无人机遥感航拍科技的出现为测绘领域数据的获取渠道输入了新鲜的血液,卫星遥感的优势毫无疑问,因此无人机航摄得到了国家测绘地理信息局积极推广及宣传。无人机高空摄影测绘技术的工作体系已形成了测量系统的主要核心,各个体系紧密结合,其中电动装置系统及燃油系统是该技术的关键要素,测量系统是航空摄影测量技术的关键部分,也是无人机航空摄影对现代科技与技术的配合,同时展现出更多专业性的优点,主要有:“重量轻、体积小、反应迅速、飞行便捷、精度高的重要特点”。在我国往后的测绘工作近20年内的开拓路线为:“建设测绘强国、发展优质企业、检测地理国情、构建数字中国”。地理国情是国情的一部分。通过对地理空间和自然环境的反映和揭示一个国家的综合国情,所以,地理国情技术工作目前已成为国内测绘单位的关键工作,并在很长的时间段成为首要工作节点。地理国情监测平台顺势而生,不可言喻无人机的航空影像获取和遥感监测将得到极大的发挥。因此,国家测绘地理信息局最近几年屡次在全国各地举办低空无人机遥感航拍演练,同时率先让各个省级测绘单位优先使用,并推广到市县级单位,为此无人机遥感航拍在测绘范围得到快速发扬及推广。
3 无人机在大比例尺地形图测绘中的应用
3.1 在工程测图方面的应用
(1)原图实行数字化
原图实行数字化包含的方式有扫描矢量化和手扶跟踪。扫描矢量化在测量过程中具有操作难度系数低、精确度高等优点;其缺点是用白纸展示图过程无法做到全面化,导致呈现出来的效果较差,没有办法达到高标准要求。因此,在实际测绘过程中,根据大比例尺地形图测绘中的各项信息对数字化技术扫描出来的数图进行综合性考虑,对原图中的信息进行修正与完善,进而达到高精确度的要求。
(2)实行地面数字测图
大比例尺地形图测绘实施对地图测绘的精确度要求相对较高,所以需要选择地面数字测图。
在具体测绘过程中,采取合适的测量手段与地面数字测图技术进行有效结合,将关键的地物以及邻近控制点之间存在的测绘误差控制在5cm范围以内。
3.2 地面端的控制系统和装置
地面控制基站、空中摄影采集系统等设备是无人机进行航空绘制的主要系统,在建造该系统时,要将地面控制软件、数传模块和与其配套的电脑硬件等设备连接在一起。从实际应用中看,地面控制系统能够向无人机发布指令和执行作业,并能够精确定位和反馈无人机具体的位置。在无人机的具体飞行过程中,工作人员也可以使用地面控制系统计算相关的飞行数据和位置信息,这种系统能够起到实时调整作用。经过多年的发展,无人机控制系统逐步具有了稳定和成熟的操作系统,在飞行中具有很强的安全性,通过对数据的分析与比对,无人机拍摄的稳定性和可靠度都有了很大的提高。
3.3 进行空三加密和模型的建立
根据连接点在航空摄影测量像片中的位置和少量地面控制点的像方坐标及其物方坐标,通过平差计算,求解影像的外方位元素和连接点的物方空间坐标。空中三角测量主要包括双拼影像区域网平差和单独影像的区域网平差,选择均匀分布于航测区域的5-6个像控点进行刺点平差,其他像控点可通过预测功能确定位置以达到快速测量的目的,平差方式选择的是平差软件XSFM,探测粗差并剔除,查看平差报告,采用WGS-84坐标系下的控制点坐标进行平差,高程精度相对较低,转换为中国2000坐标系,进行二次平差,比对两次平差精度。
3.4 影像数据的采集与整理
影像数据采集在测绘工作中也是一项很重要的环节,要做好这项工作就要做好起飞前的准备工作。起飞前的准备工作主要包括四个环节:
(1)为了确保每台无人机安装指南管理系统的操作精确性,检查每台无人机的SD卡的设备安装运行情况,确定相关数据具有保存管理功能;
(2)要严格控制影像的重叠度,尽量控制在84%以下;
(3)使用Altizure软件,确定无人飞机的测绘范围和相应航线,如果所测量区域是长方形,则可以根据长度把测量区域划分为不同的地域,并根据航线和高度设置不同区域;
(4)为有效保证无线广播信号实时收放的正常,应及时检查播放无人机接收信号的无线接收控制功能,检查接收无人机无线信号。
3.5 测绘生产技术的合理应用
在当前计算机高速发展的背景下,通过应用无人机技术,测绘成果的科学化、规范化、自动化得到了充分体现。客户能够通过无人机对实际地形进行准确测绘,如土地资源的合理应用和统一规划,城市道路网络合理的设计和规划等都体现了测绘的准确性。总而言之,通过对数字化技术测绘成果的有效利用,对各要素进行合理的统计、汇总、叠加、分析,继而得到最为理想的效果,并将其合理展示在计算机上。用户可以根据自身的实际需求,对各种规划、设计进行分析,在众多的方案中进行对比,选择适合自己的设计。
结语
综上所述,无人机测绘技术不但有较短的测绘周期,而且在操作方面更具便携性,比传统航空摄影测绘更具优势,整体绘制成本较低,并有广泛的应用前景。目前,其在许多实际测绘中已经得到应用。长时间的应用积累,证实了它在大比例的地图绘制中能够获得更好的效果。
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