无人机航空摄影测量技术在地形测绘中的应用探讨

发表时间:2021/8/30   来源:《城镇建设》2021年3月9期   作者:陆忠
[导读] 传统的地形测量方式主要以全站仪与GPS相结合的野外作业为主,
        陆忠
        北海市基础地理信息中心  536000
        摘  要:传统的地形测量方式主要以全站仪与GPS相结合的野外作业为主,随着时代的发展进步,该方法已无法满足现阶段社会发展对地形测量的基本要求。科学技术的进步衍生出了多种新的测量技术,其中,此测量技术取得了较为满意的成果,本文对其优点以及缺点进行系统的分析,进一步研究在地形测量工作中的实际应用。
        关键词:无人机;航空摄影测量;地质测量;应用
          

        在近年的发展中,本土地理地貌的测量技术拥有一定的进步,但现阶段依然使用传统的测量技术为地理勘测的主要方式,存在着不少的缺点,大量动用人工力量,技术维护使用成本较高,已经无法满足当前新时代的潮流,无法与国外技术相比拟。通过科研努力,该项技术作为新力量投入到地貌勘探中来,解决了人力物力以及工作时间的问题,和测量不准确的问题,对于我国地质测量技术的成长发展具有积极意义。
        
一.无人机航空摄影测量技术概述
无人机航空摄影测量技术就是以人为主导,操控无人机进行高空拍摄获取资源的测量技术,目前该技术已经运用于多个领域。应用过程中,相关的工作人员首先应根据要测量的地形选择合适的无人机机型,在测量工作开始之前,工作人员需要以选择好的机型为主体,策划相对简洁的航线,以保证测量工作的正常运行,通过分析像控点的分布情况对航行途中所拍摄到的影像处理和分析。此项技术的出现为现阶段航空测量领域指明了新的方向。其工作原理主要是采取传统摄影测量或倾斜摄影测量方法,工作时固定无人机,通过搭载镜头垂直向下拍摄垂直地物影像来制作DOM或DSM,或采用旋翼无人机作为平台,搭载摄像头通过前、后、垂、左、右五个方位进行拍摄,建立三维建模,从而进一步完成高精度地形测绘工作。
二.无人机航空摄影测量技术的特点
相较于普遍传统的地形测量方式,该测量技术拥有较为突出的优势。第一,运营成本较低,虽然开始较晚,但技术较为成熟,生产成本低,且维修保养方便,全程计算机遥感操控,大大降低人力成本。第二,灵活性、机动性高,无人机体积较小,适用于多种地形的勘探,且无人机升空和降落所受条件较小,速度较快,最重要的一点,无人机的使用无需申请空域权限,携带方便,从而提高工作效率。第三,无人机拍摄效率高,获取信息便利,无人机飞行高度较低,结合较高像素的搭载摄像头,可以获取到比较高的清晰度和正常比例大小的影像。
三.无人机航空摄影测量技术的技术与应用
3.1空中三角测量技术的应用
该技术是指在为了给测绘目标地形去提供一个固定的点,而这个点是要求可以控制的,再向其指定参数所规范的范围内统一某一个坐标,它的使用方法为在测量部分立体的拍摄中,根据有限的野外控制点,在封闭的房间进行可控制固定点的加密工作,从而得出此加密点的高程和平面位置的一种测量方法。在测量工作的开展中,该技术应结合较高像素的遥感功能影像数据一体化测图系统(PixelGrid),针对无人机航空拍摄数据的特点,提供了更为高效的处理办法,从而校正畸变差,获得无主点偏移以及畸变的航拍影像,同时建立测区高程文件,确定偏移量,自动相对定向,转刺控制点。


         3.2DOM工艺的应用
        文档对象模型DOM是一种用于HTML和XML文档的编程接口,在目标测量工作中,工作人员借助DOM工艺的使用对无人机航空拍摄的影像进行采集处理,进行一定的定向操作,DOM定向操作包括相对定向、绝对定向和内定向三种。上述工作完成之后,要进一步对其检查,从而建立DOM成果。该工艺在航空摄影测量中的重要应用就是对于采集到的影像进行控制测量相片,并将其与信息资料结合在一起,其测量结果与空中三角测量方式结合,从而确定地面地形情况来分析测量区域的特点,进行此项工作需要注意的一点就是明确控制点的位置。
        3.3数字线划图
        数字线划图(DLG)是数字测图中最常见的方式之一,是我国基础地理信息数字成果的主要组成部分,是一种更为直观的地图图像显示,可以非常便捷的对所获取的地图信息进行扩大、漫游、查询、检查、量测等功能,可以较为全面的描述地表现象,该技术与无人机航空摄影测量技术相结合,通过无人机的全方位拍摄和捕捉画面,与获取数据相结合,从而达到要满足不同空间的多个要求进行分析,从而达到地理的内容、分割幅度、直观投影、准确程度、地理坐标位置等多个功能与同样比例大小相同的地形图一致,而且无论放大还是缩小,都不会影响其实质内容的改变,进而升华无人机航空摄影技术的功能。
        3.4相片控制技术
        相片控制技术是指在进行地形勘探过程中,使用航拍技术前,需要提前通过规划图的策划,寻找固定点,称为相片控制点。在航拍测量过程中,无人机通过一定范围的捕捉画面,转化成图片,继而利用全球定位系统,将二者相对应,这样也更方便后期的互相转换。使用该技术需要注意的点就是控制点的选择,进行相片定点,由此来增加工作的精确。
        四.无人机航空摄影测量技术的缺点和不足
    相相较于普遍传统的地形测量方式,无人机航空摄影测量技术虽具备一系列突出优势,但也存在明显的短板,第一,无人机航空摄影对于环境因素影响较大,由于无人机体积小,质量轻,较差的天气和大风大雾会直接影响到无人机的飞行和拍摄质量。第二,由于无人机体积小,升空飞行需要的蓄电池电量远远不足以完成所需的工作量,飞行高度有限,因此视像头所照射捕捉的范围比较小,不适用于大角度、大规模的拍摄测量。第三,无人机的承重能力有限,只能负担一定重量的物件,而且多数无人机所配备的摄像头并不是专业的测绘相机,所以航拍效果的准确度和清晰度都需要进一步考察。
五.结束语
综上所述,无人机航空摄影测量技术在现阶段的发展和应用中,虽有着明显的优势,在土地规划、资源勘探、地理测绘等多个领域得到了广泛的应用,但同时也存在严重的短板。相比于外界,我国相对于世界各国面积要更大,而且存在众多复杂的地理地貌,该测量技术的发展直接代表着我国测量科技技术的水平,同时其对于实际的应用也直接影响着我国对于本土的深入探索和了解,无人机航天摄影测量技术在我国出现较晚,发展较慢,未来还需要加大研发,加快进步,使得测量工作,向着高精度高质量的目标稳步前进。
参考文献:
[1]梁运兴.无人机航空摄影测量技术在地形测绘中的应用探析[J].传播创新研究,2018(15):98-99.
[2]段柏文.无人机航空测量在地形测绘中的应用[J].资源信息与工程,2018,33(2):135-136.
[3]段隆辉.无人机航空摄影测量在小区与测绘中的应用研究[J].装备制造技术,2018(7):140-141.
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