杜泽鑫
天津市建院测绘有限公司 天津市300000
摘要:在工程建设、城市规划及地形测量等工程中,需要对其进行细致的测绘工作。工程单位在进行规划和建设前,需要对该地区的周围环境及相关的地质和水文信息等进行充分的了解。而无人机的使用,不仅能够更加清晰的对环境进行探测,同时能够避免人工探测可能存在的危险性。相关人员应该加强对无人机航测技术的探究,不断提升实际的探测效率。
关键词:无人机航测技术;工程测量;应用;
1无人机航测技术的优势和缺点
1.1图像清晰度高,数据处理快
使用无人机航测技术进行影像获取时,由于无人机在飞行过程中,有固定的航道,在拍摄时,无人机的飞行幅度更小,偏角更大,使整体影像的立体感较强。另外,在无人机摄像时,其具有较大的存储空间,能够在短时间内拍摄更多的图像,在经过数据后期处理后,影像的质量较高。无人机上的相机有很多种,包括高分辨率数码相机、光学相机及多光谱成像仪等,同时具有红外扫描和激光扫描及电磁波扫描等仪器,在飞行中能够进行智能化调整,使成像更清晰,拍摄效果更好。
在进行信息处理时,无人机航测技术中的数据后期处理技术更加地快捷,该技术具有较高的分辨率和处理效率,能够根据想要处理的区域进行选择,使数据处理时能够更加快速和精准。
1.2成本较低,监测范围广
无人机设备在构建和使用过程中,其成本相对比较低。一方面,无人机的材料一般使用碳纤维复合材料,其强度非常高,同时具有非常强大的抗冲击力,并且重量较轻,能够抵抗飞行中可能遇到的损坏,虽然材料价格较贵,但可以重复利用,并且损坏的可能性较低,在一定程度上节省了成本。另一方面,无人机不需要驾驶员在飞机中操作,可以省去聘请飞机驾驶员的资金,同时,无人机的实际操作较为方便,简单培训即可掌握使用方式,能够减少培训资金。根据测绘单位的需求来调整实际的检测范围,将无人机的飞行高度调高,其单位面积内的测量范围会不断地变大,便于工程师对整体区域和环境进行分析;想要使测绘的精确度提高,可以将无人机的高度降低,提高其图像的精确度。
1.3系统兼容性强,能克服恶劣环境
无人机航测技术的系统存储空间较大,能够兼容多种技术。由于无人机在作业的过程中,一般的工作环境都较为复杂恶劣,可能存在影响飞机航行稳定性的因素。为保障无人机的飞行稳定度,提高航拍和测绘的精准度,无人机系统中会兼容不同的遥感程序。针对不同的环境和影响因素,在测绘时发生环境变化,能够及时地进行数据反馈,使操作人员进行合理的调整。同时,系统中含有快速信息处理程序,能够对测绘得到的信息和数据进行实时的处理,提高数据的准确性。
在恶劣的环境中,无人机航测技术依旧能够顺利的应用。该技术具有低空测量能力。低空测量能够对环境恶劣区域的地表信息进行获取,使工程单位不需要去实地亲自测量,就能获取到相应的信息。
1.4飞行稳定性有待提升
无人机的优势较多,但仍然有不足之处。由于无人机的主要构成材料为碳纤维复合材料,该材料的抗性较强,但重量较轻,在低空测量中便于调整。但是在高空测量时,会受到风力的影响。航行的高度增加,其风力越大,对无人机的控制越难,飞行时容易受到气流的影响,而发生颠簸的情况,在不稳定的情况下拍摄的影像精细度较差,难以获取到精确的信息。因此,相关的研究部门应针对无人机的稳定性进行深入的研究,提高其高空飞行稳定度,使数据和图像等更加准确。
1.5传感器和控制器的技术水平不足
无人机的系统受到技术和价格等影响,其传感器和控制器的效果不同。在搭载更加专业或更多探测设备时,无人机的重量会增加,进而对整体的控制产生影响。同时,受科技水平的影响,传感器系统对信息和数据的获取仍然存在一定的问题。在飞行期间,对图像的拍摄必然会受到影响,因此需要对传感器和控制器进行研究和提升。
2无人机航测技术在工程测量中的具体应用
2.1在环境治理工程中的应用
在环境治理工程中,对无人机航测技术的应用,可以有效减小复杂气候条件对环境监测质量造成的影响,全面掌握测区生态环境情况,为后续环境治理工作的开展提供信息支持。例如,在水环境治理工程中,无人机航测技术的应用价值包括:第一,可见光波段提取植物。采取变通VDVI算法,采取可见光波段提取法,在短时间内即可从所获取测绘影像中提取植被特征,以判断水环境中蓝藻等水生植物的生长情况,判断是否存在水生植物过度繁殖问题。第二,应急快速成图。在特殊情况下,为快速掌握测区环境情况,需要运用无人机航测技术,迅速掌握测区相关情况,运用无人机在高空快速获取测区影像资料,并在服务器端直接完成数据处理与计算过程,从而生成镶嵌正射影像、DSM影像与DTM影像等成果。
2.2在复杂地质条件下的应用
当前在部分工程项目中,现场地质条件较为复杂,分布着湍急河流、险滩、峡谷等复杂地形,受到地理环境限制,传统航空摄影测量技术与人工测量技术不具备实际应用价值,测量精度较低,在测量期间容易出现突发问题。无人机航测技术的应用,可以有效解决以上问题。首先,工作人员通过无人机航测系统与飞行控制系统,可以远程调整航摄相机角度来获取测绘影像,全面掌握测区情况与地物信息。其次,面对河流险滩等复杂地形,凭借无人机机动灵活优势,工作人员可以根据现场情况实时调整机身修正无人机航线,并操纵无人机开展各项高难度飞行动作,将无人机与各类障碍物保持安全间隔距离。
2.3在地形图测绘中的应用
近年来,随着技术体系的日益完善,无人机航测技术在大范围地形图测绘方面中得到广泛应用,且地形测绘精度满足绝大多数工程1∶2000的测量精度要求。例如,在无人机航测期间,在系统中下载并识别DOM数据,在其基础上创建道路、路堤与建筑房屋等地物标高。随后,依据DOM数据进行分类处理,从所获取测绘影像资料中提取地物矢量特征,并对数据进行校正细化处理,以此来构建DOM图形。最后,向CAD软件中导入矢量化成果,将成图要求为依据,对测区地图进行整饰处理,如此,即可生成DMG格式成果,完成地形图测绘任务。
2.4在多尺度大范围遥感影像快速获取中的应用
与传统航空摄影测量技术相比,在多尺度大范围遥感影像获取方面,无人机航测技术的核心优势在于,可组合运用空中三角测量技术,提前在航测系统中设定飞行参数,结合测区情况规划无人机航线,无人机即可在航测期间持续获取具备地理坐标的正射影像信息,快速处理由数量不等影像所组成的测绘项目。同时,对调节波段权重、均值因子与尺寸等参数的优化调整,以及对无人机飞行姿态的调整,具备了获取“多尺度”影像数据与大范围遥感影像的技术条件,这对工程测量精度与遥感影像质量的提升有着重要意义。
3结语
综上所述,作为先进测绘技术之一的无人机航测技术在工程测绘测量领域中发挥着重要作用,为工程的有效开展奠定基础,不仅降低测绘成本、提升测绘效率,还能使测绘数据更加准确全面,确保工程测绘效果。
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