无人机在大比例尺地形图测绘中的应用与分析 李杰

发表时间:2021/7/28   来源:《基层建设》2021年第14期   作者:李杰
[导读] 新时期社会发展下测绘工程测量需求也逐渐增多,无人机测绘是现代化数字测量的重要体现

        郑州和敬中图时空信息科技有限公司  河南省郑州市  450003
        摘要:新时期社会发展下测绘工程测量需求也逐渐增多,无人机测绘是现代化数字测量的重要体现,能够满足相关方面的特殊需求。下面文章对无人机测绘优点进行分析,并探讨无人机在大比例尺地图测绘中的应用。
        关键词:无人机;大比例尺;地图测绘;比例尺


        引言
        在收集地理空间信息数据过程中,大比例尺地形图工程测绘遇到居民区等复杂区域时,不能很好地进行数据收集,有些区域甚至无法检测。人机测绘技术并不存在这种情况,它不仅成本低,而且对于小范围的大比例尺地形图测绘也能有效收集数据信息,解决了在大比例尺地图的测绘工作中出现的困难。因此,对于无人机航测的科学使用还需要展开进一步的研究。
        1无人机测绘相关概述
        从目前无人机的发展情况来看的话,无人机依照其外部构造的不同可以分为三种类型,多旋翼无人机、无人直升机和固定翼无人机。而且在实际的测绘过程中被使用的无人机大多都是多旋翼无人机。无人机测绘的数据处理技术内容很多,但通俗来讲它就是指通过对无人机在航拍过程中收集到的数据进行一系列专业的处理并在此基础上来完成测绘的过程。而从目前的情况来看,大部分都是专门的航测软件公司对无人机测绘的数据处理方法进行提供的。而与传统的人工测量技术相比,无人机测绘技术的广泛使用也让测绘的效率得到了非常大的提高。但是,由于时代是在不断进步,而在这种情况下,怎样最大程度上提高测绘效率就是无人机测绘行业今后发展的核心研究方向。因为对于测绘产品来说,精度一直都是最关键的判断指标。所以在对现有无人机测绘技术进行创新的研究过程中,相关的科技人员一定要着重加强对测绘精度的创新。在无人机测绘数据处理的过程中,空中三角测量是影响相关测绘结果精度的重要因素。而空中三角测量的大部分内容是像点匹配、平差计算。其中,像点匹配需要借助计算机才能完成,技术人员要在计算机中设置参数,从而顺利地将无人机测绘过程中收获的像点通过计算机展现出来,以结束像点的匹配。在无人机飞行的过程中,它能够随意地调整飞行的姿势,这样其拍摄角度也会有很多的变化,所以就容易造成测绘数据存在误差。为此,在对测绘数据处理的过程中,可以运用迭代算法和像点匹配的算法,完成控制预设物体平面位置误差和高程误差的既定目标。
        2无人机倾斜技术的优点
        2.1响应速度快
        在测绘工程测量中,无人机倾斜技术具备可低空飞行、起飞所需的准备时间短、起落场地要求较低、测量时间短、受天气因素影响较小的特点,可以通过输入任务、搭配的车载系统来获取相应的测绘结果。面临突发性事故时,无人机倾斜技术具备响应速度快的优点。如:应急部门根据最新的地形数据信息,借助无人机倾斜技术可以快速的测量测绘工程,并通过无线传输的方式将测绘数据及时反馈应急部门,以便及时制定出应对方案,快速的应对和处理突发性事故。
        2.2监测效率更高
        通过使用无人机倾斜测绘技术,可快速且准确获取到监测区域需要的影像数据,并在短时间内完成数据传输、整理、分析,可提升数据传输速度、影像清晰度。近年来,无人机倾斜测量技术广泛应用于水工环测量、地震灾害防治及洪水灾害的治理工作中,具有较高的实用性、适用性。
        2.3测绘成本低
        传统的实地测绘方式人工成本大,往往会超出项目投资预算,项目开发的经济性和安全性低。而无人机倾斜技术能够降低人工成本的消耗,提升数据的完整性和准确性,有效控制测量设备的耗损,一天就可测绘出数十平方千米。另外,无人机倾斜技术可以通过运用三维仿真模拟技术来确保信息的准确性,其分辨率可以达到0.1-0.5m,比卫星成像的分辨率高很多,还可以跟GIS快速集成,具有极强的检测作用。



        3无人机在大比例尺地形图测绘中的应用
        3.1像控点选取及数据采集
        选用的像片控制点点位目标影像应清晰,易于判刺和立体量测。当目标与其他像片条件发生矛盾时,应着重考虑目标条件;像片控制点距离像片上各类标志应大于lmm,距像片边缘不得小于lcm(18cmX18cm像幅)或1.5cm(23cmX23cm像幅);像片控制点应选在旁向重叠中线附近,离开方位线的距离大于3cm(18cmX18cm像幅)或4.3cm(23cmX23c二像幅)。当旁向重叠过大时,离开方位线的距离应大于2cm(18cmX18cm像幅)或3cm(23cmX23cm像幅)。仪器采用GPS,标称精度应满足以下要求:水平标称精度:±10mm+2ppm;垂直标称精度:±20mm+2ppm;像控点测量:观测时间不应少于15秒,每点观测两回次,观测值应在得到RTK固定解且收敛稳定后开始记录,测回间的平面坐标分量较差不应大于20mm,垂直坐标分量较差不应大于30mm。两测回结果取平均值作为该像控点测量坐标成果,像控点测量的平面坐标和高程记录至毫米。
        3.2空中三角测量
        在测量三角形时,因为该测量工作需要选取连接点、转测加密点等,所以采用传统的作业方法,除了需要大量的辅助操作,还需要花上大量的工作时间,工作量提升幅度并不明显。随着无人机航测技术的不断发展,空中三角测量技术的不足得到了更好的改善。在测量自动空中三角时,有效简化了作业过程,很多内容在计算机上操作就可以完成。目前,空中三角测量工作越来越智能化,在做好同名点和连接点的选取工作的同时,还能剔除一些粗差。简而言之,通过计算机操控,系统可以将超限的点位自动剔除,做到既迅速又准确。工作人员在选择保留的加密点时,根据实际测区需求进行选择,它将有效地实现立体影像的对接,从而进一步提升加密点质量,最终全面发挥空三加密环节作用。新型空三加密优势:具有非常高的自身自动化程度,且作业速度快,可以降低内部的工作量。它不但在不同复杂地形的适应能力方面有提升,也有较高的加密精度。
        3.3无人机数据处理
        数据处理软件可基于处理后的数据快捷生成DSM(数字表面模型),DSM是在DEM基础上添加了除地面以外的其他地表信息高程数据,例如地表建筑物、桥梁、树木等,测区内包含少量的房屋。基于测区的DSM数据利用软件的点云、纹理、正射影像和指数处理功能,生成点(.)dxf格式的云数据、数字表面模型及正射影像。在软件中加载点云数据,通过点云编辑将房屋点云数据删除,重新生成即可得到测区DEM数据。根据需要将多余的高程点过滤,建立DTM,并绘制等高线。对不合理的等高线进行删除,并导入野外测量点,进行房屋、道路等地物要素的绘制,并用不同颜色进行修饰与区分,最终得到测区DLG数字线划图。
        3.4大比例尺地形图制作
        将OSGB格式的三维实景模型恢复到EPS软件中,利用EPS软件中的三维采集功能,对模型进行数字线划图采集。采集房屋主要利用五点房命令,在采集完,并对房屋的属性进行完善;采集高程直接基于模型上打点,对裸露地形,给出范围线,设置高程点密度,进行高程点自动提取;采集平面位置可基于正射影像采集;采集等高线通过淹没的方式进行。对有房檐的房屋,直接在EPS软件中进行屋檐改正,较虚拟立体像对采集地形图,大量减少了外业调绘工作。对于模型拉花导致无法精准采集的点位,可通过空三成果,进行立体像对采集,对于模型上无法辨别的地物以及独立地物属性,需通过外业补测与调绘,并对外业成果进行编辑,得到最终的地形图成果。
        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。对此在日后工作中必须要重视无人机航测技术的优势,结合大比例尺地图测绘需求,制定合理的测绘方案,保证测绘工程测量的顺利发展。
        参考文献:
        [1]王军.小型无人机在大比例尺地形图测绘中的应用[J].住宅与房地产,2019(21):180.
        [2]谢海燕.小型无人机在大比例尺地形图测绘中的应用[J].城市道桥与防洪,2017(6):274-276+31.
        [3]黄权进.无人机倾斜摄影技术在大比例尺地形图测绘中的应用[J].工程技术研究,2020,5(17):108-109.

投稿 打印文章 转寄朋友 留言编辑 收藏文章
  期刊推荐
1/1
转寄给朋友
朋友的昵称:
朋友的邮件地址:
您的昵称:
您的邮件地址:
邮件主题:
推荐理由:

写信给编辑
标题:
内容:
您的昵称:
您的邮件地址: