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基于无人机航测技术的工程测量应用研究

张步
  
优享生活
2023年7期
天津市滨海新区规划编制研究中心 天津 300450

摘要:测绘工程测量是指在工程建设和设计中,为确定地物的位置、形状、大小、高程等特征而进行的测量工作。这些数据是工程设计和施工过程中不可缺少的重要依据,对保证工程施工的准确性、质量和安全起着非常重要的作用。在测绘工程中,随着科学技术的不断进步,新技术的应用正在逐步改变传统的测量方法,为工程测绘带来更高的精度、更便捷的操作、更高效的数据处理和更安全的施工环境。卫星定位技术、无人机航测技术以及测量机器人等新技术的应用,为测绘工程测量带来了巨大的变革和发展机遇。

关键词:工程测量;无人机航测技术;应用研究

引言

中国幅员辽阔,环境相对复杂。在工程测量过程中,人工测量方法的应用往往由于各种因素造成误差,不容忽视,阻碍工程项目的顺利进行,甚至影响工程项目的科学决策,给工程项目的建设埋下安全隐患。因此,在工程测量过程中,推广应用新的测绘技术是十分必要和重要的。本文主要针对工程测量中的无人机航测技术进行简单分析。

1.工程测量的价值

在现代各类工程建设中,工程测量是一项至关重要的基础工作,其作用十分关键。只有与时俱进地开发新的测绘技术,并在工程测量实践中加以推广和应用,才能不断提高工程测绘水平,促进工程测绘的健康发展。在现代科学技术不断发展和应用的支持下,未来工程测量的发展必然会融合数字化技术和智能化技术,从而充分发挥技术优势,提高工程测量质量,保证工程建设安全,有效节约工程建设成本。因此,在工程建设中,工程测量工作的价值是不言而喻的[1]。

2.无人机航测技术测图原则

在无人机摄影测量技术的应用过程中,需要明确航空三角测量的基本原理,即在航空三角测量作业中对定向点和标记点进行标定,并结合测量工作的实际要求,合理应用测量设备相关要素的数据信息。同时,在航空三角测量作业的前期,工程测量单位需要结合航空摄影质量书、野外作业控制图、具体工作流程来完成测图任务,从而提高航空三角测量工作的规范化程度,进一步保证航空三角测量结果的准确性。

3.无人机航测技术测图方法

(1)综合测图法

在地形相对平坦的地区进行大比例尺制图,这种制图方法更适合单幅照片的制图。在综合测绘过程中,应合理运用摄影测量技术和平板仪器。通过综合测绘,可以确定平板仪测量地面的高程和等高线,并根据航拍胶片的信息确定接地点的平面位置。

(2)全面测图法

综合制图法适用于山地调查。在综合测绘过程中,应将立体影像布置在立体测绘设备内部,并在构建微缩地面几何模型的基础上合理应用构建良好的地面几何立体模型,从而有效地进行相应的测绘操作,进一步明确地点的平面位置、高程、等高线等信息。最后得到清晰准确的地形图。

(3)分工测图法

在丘陵地形地区,适合采用分区制图法。在分区测绘过程中,需要分别获取平面位置和高程等信息数据。对于诸如地面点的位置、高程和等高线等信息,需要使用立体测绘设备。

4.无人机航拍技术在测绘工程测量中的应用

4.1 决定制图范围和航路

目前大多数无人侦察机的航程都比较短,除了起降时间外,一般只有30min,这是为了防止无人侦察机因为能量不足而坠毁。为了解决这一问题,有必要对射击场进行准确划分,以便合理规划射击时间、射击架次和射击路线。一般来说,在一个特定的大范围内,要进行分步测量,最好先完成一次航拍,这样可以对后续的航拍有更多的规划。此外,在拍摄的过程中,还需要根据特定的航拍范围来决定路径,从而避免因为重复拍摄而导致的工作效率下降、时间资源的浪费[2]。

4.2 航空摄影点及分区控制网的布设

在进行航拍之前,需要对具体区域进行定位,这样可以保证整体拍摄过程更加合理和规范。在拍摄点的布置上,要根据具体的拍摄环境进行适当的调整,减少对环境的影响,保证信息处理系统对返回的数据有更准确的分析。同时,还需要建立区域控制网,以提高测量和制图工作的精度,并与实际测量区域建立相应的控制网,确保在控制区域内设置GPS参考点,并使用专业的坐标信息进行表达,以便于后期处理。其中,线路的计算和坐标的设定是十分关键的,若不正确的设定,将会严重地影响测量和测绘工作的进展。

5.无人机航空摄影测量与遥感影像处理

5.1 无人机航空摄影测量过程中的航线设计和摄影参数设置

在航线设计中,需要考虑飞行高度、倾斜角、重叠度、速度等因素。重叠度通常分为正向重叠度和横向重叠度。正向重叠度是指相邻条带照片之间的重叠度,横向重叠度是指前一张条带照片与下一张条带照片之间的重叠度。选择合适的重叠度可以达到最佳的数据采集效果,保证后续数字高程模型的精度。在摄影参数的设置中,要考虑相机的类型、焦距、光圈、快门速度、数值等因素。在实际应用中,为了解决照片失真问题,通常需要对相机进行校准。另外,在摄影时需要保证快门速度足够快,可以避免大气震动对影像的影响,同时需要控制值和光圈大小以获得合适的曝光量。

5.2 遥感影像的获取、预处理、特征提取及分类应用

随着无人机技术的飞速发展,无人机摄影测量和遥感图像处理也取得了长足的进步。在遥感图像的获取中,无人机航空摄影测量可以在较短的时间内获得大范围的高分辨率图像,大大加快了数据的采集和处理速度。在预处理方面,通过去噪、边缘检测和色调校正来提高图像质量和信息价值。在特征提取方面,通过图像分割、目标识别等技术,可以快速准确地提取出所需要的具体信息,如房屋、道路等。在分类应用方面,遥感影像可以通过机器学习等算法进行分类,以实现对不同类型地物的自动识别和监测。

6.工程测量行业的技术改革策略

6.1 三维测量系统得到发展

随着时间的推移,二维数据采集方式逐渐被三维甚至四维数据采集方式所取代,测量方式也逐渐从现场交互方式转变为远程测控方式。同时,试验平台将实现从静态到运动、从静态到静态、进入机载、车载和星载三种方式的转变,增强试验机动性。工业生产的现代化,大型建筑物和设备的改造和质量控制,工程生产过程的控制和产品质量的检验都需要三维测量,这使得三维测量从工业三维测量、土木工程测量向人类生命科学的方向发展[3]。

6.2 数据分析技术的进步

以往工程测量数据分析多采用坐标运算、几何运算、平差运算等手段,但计算手段单一,精度难以保证。随着工程测量技术的不断发展,数据分析将逐渐被空间点处理、可视化处理、点云分析、逆向工程等手段所取代,以空间点处理、可视化处理和逆向工程为手段。使工程测量数据与数据达到最佳匹配。在传统的工程测量中,必须将采集到的数据带回进行处理,而空间数据的测量、采集、存储、管理和分类等问题,可以在测量过程中对影像进行编辑,从而实现数据的实时更新。

结束语

综上所述,在地质工程调查中,新的测绘技术的应用具有重要的价值,它可以减轻测量人员的劳动强度和压力,保证测绘结果的准确性和准确性。通过对无人机航测技术的描述,对无人机航空摄影测量和遥感图像处理的详细介绍和分析,可以看出,无人机航测技术不仅可以快速准确地获取城市地质、地形、建筑物等信息,还可以有效地提高工程建设的效率和质量。因此,精细化和专业化社会对工程测量的需求将会不断提高,无人机航测技术也将会不断发展壮大,成为工程测量的重要手段之一。

参考文献:

[1]刘晓文,徐工,杨晓琳.地面三维激光扫描与近景摄影测量技术集成应用[J].山东理工大学学报(自然科学版),2018,32(5):53-57.

[2]刘晓文,杨晓琳,王啸晨.土石方快速测算的方法研究[J].北京测绘,2019,33(5):546-549.

[3]黎其添.基于倾斜摄影测量的大比例尺地形图测绘及精度评定[J].测绘通报,2019(S1):143-146,150.

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