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研究无人机航拍摄影获取大比例尺DOM
摘要:本文基于无人机航拍摄影技术的应用优势展开分析,内容包括数据时效性高、综合成本较低、环境适应性高等优势,通过研究规划无人机航线、全面获取影像数据 、进行影像预处、空三加密处理、DOM 精度校核、绘制大比例尺地形图等内容,其目的在于积累大比例尺DOM绘制经验,为后续工作的开展提供科学数据支持。
关键词:无人机航拍摄影技术;大比例尺DOM;空三加密
无人机航拍摄影技术是一种以无人驾驶飞机作为空中平台,以机载遥感设备获取信息,利用计算机对数字影像信息进行处理,并按照一定精度要求制作成图像的技术。相比于传统测绘技术,该技术在应用中具备时效性高、综合成本低、适应性强等优势,将其应用到大比例尺DOM绘制活动中,不仅可以加快数据信息的整理速度,而且能够提高信息整理结果准确性,以促进地方经济建设活动的有序展开。
1无人机航拍摄影技术的应用优势
1.1数据时效性高
在早期大比例尺DOM图测绘项目中,会选择能获取高分辨率卫星遥感数据的方式进行测绘,但在实际工作期间面临着影像资料获取时间较长、存档数据时效性差的问题。而在此背景下,无人机航拍摄影技术在应用中,可以在较短时间内完成区域航拍影像资料获取,而获取到的影像资料也会同步传输到地面,根据反馈资料及时调整无人机飞行高度、旁合度等,相较于其他测绘技术,其可以获取到的数据时效性较高,从而为后续相关工作的开展奠定良好基础。
1.2综合成本较低
基于目前的应用情况来看,无人机航测摄影技术在应用中需要投入成本的项目包括无人机、倾斜摄影机、传感器、彩色高清摄影机等,虽然初始成本相对较高,但是技术在应用中所需要投入的人力成本、时间成本较低,从长期应用情况来看,该技术在应用中的综合成本较低,尤其是大比例尺DOM图绘制方面,可以节省更多的成本投入,带来更好的经济效益。
1.3环境适应性高
以往的大比例尺度DOM图绘制过程中,所使用到的传统测绘技术都具有一些局限性,如航空摄影测量技术在应用中,其飞行高度不能低于5000m,在此飞行高度下,其测量精度很容易受到云层、大雾等气候因素干扰,这也影响到数据测绘结果的可靠性和高效性。而无人机航测摄影技术在应用中,其飞行高度相对较低,这也减少了气候对测量过程的影响,同时飞行高度的动态调控,也可以确保测量精度与成像质量,从而更好地满足后续作业活动的相关要求。
2无人机航拍摄影获取大比例尺DOM的流程
2.1规划无人机航线
在无人机航拍摄影技术应用期间,首要任务便是合理规划无人机航线,以满足相应的使用需求。从实际应用情况来看,应注意以下内容:第一,合理规划无人机飞行航线,在应用中应严格遵循《低空数字航空摄影测量外业规范》(CH/Z3004—2010)文件内容,同时结合该地区地形波动情况,对于无人机飞行高度、飞行航线、重合度、旋转角度等参数进行合理确定,并且无人机和摄影基准面之间的相对高度也需要控制在基本持平的状态,以减少相对高度带来的分辨率误差影响。第二,在测区内合理布设航测控制点,一般情况下,首条航线和末尾航线所设置的航测控制点应小于8个,重丘陵地区所设置的航测控制点应保持在16个左右,普通丘陵地区所设置的航测控制点应保持在12个左右,以此来确保整理数据的完整性和精准性。
2.2全面获取影像数据
进入到影像数据获取环节后,工作人员可利用 ALtizuree 等软件来对各测区航向、飞行高度、飞行速度等参数进行测定,以此来得到准确的应用参数。并且在测绘过程中,需要对各个控制点数据进行加密处理,安排无人机在获取影像数据的同时,对影像资料进行整理,而工作人员则会将数据和测量模型进行对接,从而获取到所需数据,以满足大比例尺DOM图形的应用要求。例如,在进行1:1000大比例尺DOM图形设计时,利用该系统参与测量,可以将丘陵中平面误差数值调整到0.25mm以内,而高程误差也会控制到0.25m以内,获取到具备精度应用价值的测图数据。
2.3进行影像预处理
在完成影像数据获取时,进入到影像预处理环节,在该环节的工作中主要任务如下:第一,对影像格式进行转换处理,对于获取到的所有影像数据,会将其统一转换为RAW 格式,为后续数据处理活动的进行提供参考。第二,对影像畸变参数进行修正,在实际应用中会利用UVA模块来对影像中的相关参数进行修正,从而更好地满足空三加密处理要求,以提高参数修正结果的可靠性[1]。第三,对影像进行匀光、匀色处理,多利用DUX航测影像处理软件,来对已获取影像数据的亮度、饱和度、色彩进行整理,使其保持较高的统一性,以避免大比例尺DOM图像绘制后出现色差问题。
2.4空三加密处理
为了确保获取影像数据的完整性,在实际应用中会提高旁向重叠度,因此获取的航拍影像会存在许多重复,需要对这些图像进行修正和调整。在空三加密处理时,需要对DEM数据进行细致化验证,调整数据中存在的误差值、倾斜偏差,使其参数信息精准度可以得到有效提升。而且在数据整理时也会引入特征点,以搭建相应的三角网络,并在高程如引入后得到DEM数据。在生成DOM数据的过程中,则会借助反解算法与双线性内插法来对这些数据进行重采样整理,并根据算法来微调数据中的偏差,以得到满足后续地形图绘制时所需的精准数据[2]。
2.5DOM 精度校核
完成上述工作内容后,进入到DOM 精度校核环节。在具体应用中需要将相关规范来作为评价依据,随后对于获取DOM数据的相对定向残差、相对定向中误差、绝对定向平面残差、绝对定向高程残差、最大限差等参数进行计算,随后对比标准规范后校核数据精准度。随后对于数据平面精度进行检查,这也需要在区域内布设若干检测点,根据获取到的监测数据来计算限差数据、最大误差、中误差、最小误差等数据,若结算结果满足相关规范,那么所得DOM数据可满足应用要求,可以进入到大比例尺地形图绘制环节[3]。
2.6绘制大比例尺地形图
进入到绘制大比例尺地形图环节后,主要会利用Are GIS软件参与制作,在实际应用中会在软件中导入需要处理的DOM数据,并在软件辅助下完成三维模型的构建,利用模型提供的便利条件来整理矢量化数据、地貌参数数据,期间也需要对三维模型展开修饰处理,以得到更加精准和直观的数据参数。等待所有数据完成处理后可以将整理好的模型输出到外界,得到所需要的影像图数据与三维模型参数。而后也会利用GIS软件来对外输出CAD图纸,顺利完成地形图绘制工作,得到直观的大比例尺地形图[4]。
结束语
综上所述,在大比例尺DOM图整理过程中,无人机航测摄影技术具备良好的应用价值,梳理该技术在应用中需要注意的相关内容,可以积累相应的整理经验,不断完善大比例尺图形测绘体系,对于更好地开展土地开发活动有着积极的意义。
参考文献
[1]李春锋,金路.无人机航摄系统测绘大比例尺地形图应用[J].中阿科技论坛(中英文),2020(08):75-77.
[2]施国武,李长平,李霞,李世霖,邢宽平.无人机航摄系统在大比例尺地形测量中的应用[J].云南水力发电,2020,36(04):102-106.
[3]张佑林.无人机航摄影响生产大比例尺测图误差分析及改善措施[J].科技创新导报,2020,17(20):29-30+36.
[4]林璐,陈延博,王爽,徐健.无人机航拍摄影获取大比例尺DOM的研究[J].测绘与空间地理信息,2017,40(02):184-185+189.
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