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无人机航空摄影测量在地形测绘中的应用

许金扉
  
安家(建筑与工程)
2021年38期
南京千里眼航空科技有限公司 江苏 南京 210000

摘要:在我国航天科学技术蓬勃发展的过程中,航空摄影测量技术在军工领域、矿山开发等方面都在大范围的运用。尤其在现阶段,在航空照相检测的基础上,无人机航拍摄影测量也逐步发展了起来,并获得了非常有效的成果。在实际的使用过程中,无人机航拍摄影测量技术有着一系列的优点,如迅速的反应力、优秀的时效性和性价比、灵活而安全,正是这些优点,促使了无人机航拍摄影测量技术在地形图测绘中的运用,进一步得到了普及。

关键词:无人机;航空摄影测量;地形测绘;应用

引言:新时代下,由于我国无人机技术的不断进步与优化,在许多方面上也给我国的航拍摄影与测量技术的发展带来了全新的发展机会,通过把无人机技术与航空摄影测量技术相互融合起来,将能够有效率提高数字化地形测量工作的效果与品质。所以,国家各测量单位都必须加大对无人驾驶飞行器及航空摄影检测技术的投入,以明确其在地质测量工作中的应用优势,以便发挥其优点功能,提升地形测绘的水平。

1.无人机航空摄影测量的概念

无人机航拍摄影测量科技是目前比较先进的工程项目检测技术手段之一,可以完成传统的工程项目检测技术手段所无法完成的各项任务,由于应用原理简单,操作简易,能够在很大程度上提高工程项目检测数据的准确度。因此无人机飞行航拍摄影测量科技作为一项新兴的工程项目检测技术手段,凭借其全天候、全天性和实时性强的优点,正逐渐为人们所重视。而无人机飞行航拍摄影测量技术的应用实质就是:通过无人机技术,对要检测的工程领域进行影像信息的收集。运用无人机技术完成这一各项任务的前提条件是,将机载计算机控制器设置于机身内,并通过无线遥感装置对其实施遥控,进行无人机设备拍照,进而对无人机设备所传输返回的数据加以处理,并生成数字地图,运用获得的数字地图完成工程检测各项任务。必须指出的是,在该信息技术的使用过程中,必须要管理好无人机设备的飞行高度,以确保摄影画面的清晰、精确,并方便于后期各项工作的完成。而运用无人机技术航拍摄影测量信息技术的主要优点是:不需要驾驶员,因此保证了工作人员的安全性;使用过程简单;获得数据精确,现势性较高。

2.无人机航空摄影测量的优势

2.1突出的时效性与性价比。无人机航空摄影测量技术和传统的测量技术比较有着非常突出的优点,在实际检测过程中所需的时间也比较短,而且可以迅速地给人们带来检测信号。同时在实际测试流程中能够做到对成本的合理调节,测试作业范围受地势和气候影响较小,在时效性和性价比方面具备其他技术无可比拟的优点。

2.2极强的适应能力。使用无人驾驶飞行器航拍摄影测量时,由于其活动范围以低空段居多,一般天气条件对其影响较小,因此测量时具有一定灵敏度。同时在实际测量过程中由于无人机对起降区域需求并不高,在相对平整的地势条件下就能够实现起降,所以在整个测量流程中具备了高速响应的特性,且作业简单,无人机也易于运输,每天使用无人要航空摄影测量设备即可实现几百平方公旦的测量范围。

2.3高效率获取地表数据。使用无人机能够携带数码相机和彩色数位照相机,能够迅速收集到大量准确和高效的数字影像和数据,同时使用无人机航空摄影控制系统能够迅速得到三维空间的图像可视化数据分析和三维真正拍摄影像,并且通过快速提供的数据分析和模型,还能够为地面测量工作提供更多的辅助。

2.4综合应用能力极强。由于在无人机飞行摄像监测信息技术和其他信息技术方面具备了更高的协调作业综合能力,尤其是与卫星遥感技术的应用、飞行监测信息技术与地面监测技术相互之间具备更多的相容性,在结合使用过程中表现出了巨大的综合使用潜力,并可以达到更显著的经济效益。

3.无人机应用于地形测量的可行性分析

3.1增强了安全性。因为地质技术人员和驾驶人员都不用在飞机上人员进行工作,可以不需要考虑升空时可能会出现人员伤亡的问题。这样就可以使整个地质测量的安全性都能够得到增加,同时也可以减少了人力的使用,并且使整个地质检测的过程中更方便,效率更高,结果更精确。近年来,世界各地的无人机均使用地面遥感系统实现了遥测作业,同时由于计算机技术和航天科技的迅速发展,使无人机在地形检测能力方面的可靠性得到了更大的提高。

3.2具有相当大的灵活性。由于具有相当的灵活性,无人机飞行只能在缺乏专门的起降场所时,就得以顺利工作,而且仅有非常短暂的飞行时间,并且低廉的操作成本以及简单的控制系统,还能大幅增加无人机设备的使用率。和一般人所驾驶的飞行器不同,无人机飞行还具备了按预先设计好的空中航路实施自由航行的功能,并且还会在非常平稳的航行状况下完成工作,从而极大的提升了航线设计和拍摄控制的准确度。并且无人机设备的飞行高度控制范围从五十米到一公里,最高限制的精确度范围为十公尺,使得无人机设备能够实现每次进行一百多个地形测试的航点。而且无人机设备在进行设定航点收集的时候,也都可以快速将最新的地面监测的航点上传给无人机设备,这样就能有效的减少了无人机设备落地后再录入数据的情况,也使得无人机设备拥有了很大的灵活性。

3.3所使用的资金较低。和人驾的直升机售价作为比较相比,一般巡逻直升机的售价约是无人机系统的驾驶平台和控制器的价钱五倍。另外,无人机系统的操作技术人员要想考取驾驶证书也就相当的容易,可以极大的减少上岗的时间。高强度的轻质碳纤维复合材料也是无人机的理想机身材料,在维护和保养方面也变得比较简单。所搭载的影像处理装置之间也有着非常好的相容性,在数据处理的方面也不要求太高的硬件配备,而且费用也非常低。

3.4全方位进行测量。在真正开始进行航测作业以前,测量技术人员就必须先要完成对航测路线的总体设计,在通过测量技术人员对所测量范围的全面分析之后,再根据所测量范围的地形特点,对所测量范围内作出飞行分区,从而完成对航路地图的总体设计工作。测量人员在开展具体的航空路面工程设计中,还必须把无人机的飞行高度、航拍方位等各种信号在施工设计图上加以清晰的说明,从而做好了对航测路控制区域的设定。测量技术人员还必须更加注重要根据各种影像结合点做好对像控点的布设,并结合工程实际情况布设检查点,为后期的工程测绘工作做准备。

4.无人机航空摄影测量在地形测绘中的主要应用

4.1对摄像区域测量进行控制。测量人员在完成了航空摄影路线设计工作以后,需要进行的下一步工作时进度摄像区域测量的控制。因此,首先,测量人员必须对所测量范围内作出不同网区的空间分配,并进行在至少二个航线处的水平高控制轴线的布设。为了这次的工程项目,测量技术人员在完成摄像区域测量控制工作时,所采用的技术主要是通过GPS-RTK技术来进行的,从而有效的提升了加密控制点的品质。因为这次的工程测量范围在地质上比较复杂,所以,测量技术人员同时也测量了高程空点的水平面坐标,并进行了空间三角加密计算工作,以此来提高地形测绘工作的有效性。

4.2外业补测操作。可以指导在测量整个地质的范围时,无论使用在精确的测量工具,都无法去使整个地质范围得到精确的答案,即使是使用无人机航拍摄影测量也会出现结果误差。所以说,针对这一现象,在测量时所面对的无测量地段或者是测量范围有误差的地方,都需要人工技术使其去进行弥补。但要重点重视在弥补测量的过程中,一定要不断的反复测量去进行分析,得到最精确的数据。在使用人工测量时得出的结果,一定要与无人机航拍得出的结果进行对比,如果两者得出的结果相差大,那么一定要从两者之间去不断的进行实验,这样才能够更准确的减少地质测量中的误差范围,这样才能够使整个结果都有了精确性。同时,在进行无人机测量时,一定要注重减少人为因素的干扰,这样才能够使无人机航拍技术去测量出更精确的结果,是结果更具有可靠性。

4.3立体采编的测量。在具体利用的无人机航空摄影监测过程中,在进行具体的监测任务之后,还必须对所采集到的观测数据进行统一采编,并对后期节点数据进行重新分类,然后具体地对其正确性加以检测。在进行了数据采集之后,对等高线与水涯线都要进行了手绘,同时对可能出现很大偏差的区域也要做出了具体的标注,并在后期加以适当处理,有效的提高了地形测量的品质,从而保证了地形测量图的准确度,并更好的发挥了其重要功能。

结束语:用航空摄像测量的技术,进行大比例尺的地质测量工作,不仅可以更正确、有效率、迅速的进行地质测量的工作,同时可以与中国传统的地质测量技术进行对比,在一定程度上,也减少了测绘成本。

参考文献

[1] 丰艳慧. 无人机航空摄影测量在地形测绘中的应用[J]. 科学与财富,2019(5):280.

[2] 祁艳平. 无人机航空摄影测量在地形测绘中的应用[J]. 环球市场,2019(10):394.

[3] 周长军. 无人机航空摄影测量在地形测绘中的应用[J]. 商品与质量,2015(45):102-102.

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