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无人机航拍技术在工程测量测绘中的应用分析
摘要:无人机航拍技术是通过多种技术手段的集成应用,进行工程信息测量与采集、传递、处理分析等,并以图文并茂的形式在相关测绘软件中呈现,为工程测量与测绘分析提供有利的支持。其中,采用无人机航拍技术进行工程测量测绘应用,不仅具有灵活性突出,能够通过完整的图像与信息测量获取,为工程测绘提供更加精确、有效的数据支持,而且其技术应用范围也比较广泛,在具体实践中十分受欢迎。本论文在对无人机航拍技术的原理和特征分析基础上,结合无人机航拍技术的结构组成及其在工程测量测绘中应用的具体操作流程,对其有关应用与注意事项进行分析,以供参考。
关键词:无人机航拍技术;工程测量;测绘;应用;分析
1、无人机航拍技术及其结构原理分析
(1)无人机航拍技术包含无人机与航拍两个不同领域的技术内容,它是随着无人机航空技术与航拍摄影技术的不断发展、成熟,逐渐在各个行业领域中应用实现,并对有关行业的发展起到十分积极的推动作用的一种技术形式。当前,在工程测量测绘中,通过对无人机航拍技术的应用,能够从俯视角度实现更加复杂环境中的测量对象观测与分析,从而促进人们对测量对象的全面了解和认识。无人机航拍技术主要是由无人机航拍系统与无人机航拍的操作机构两个部分组成,其中,无人机航拍系统中则包含了无人飞行器以及导航飞控系统、动力装置、摄像机、电气系统、增稳云台等等。无人机航拍技术的测量应用,是通过将无人飞行器作为载体,在进行GNSS导航与MU定姿模块选择基础上,利用具有较高分辨率的数字相机在高空进行地面事物的全面拍摄,对拍摄获取的图像资料则利用计算机软件进行有效处理和分析,从而满足有关工程的测量与测绘需求。
(2)无人机航拍技术的系统组成主要包含遥感信息采集与遥感信息处理两个系统部分。其中,遥感信息采集系统中,又包含着无人机遥感平台以及飞行控制系统、地面监控系统等各系统结构;而遥感信息处理系统则包含遥感图像处理与空中三角测量、三维建模分析等不同的系统组成。1.遥感信息采集系统。在遥感信息采集系统的各结构组成中,无人机遥感平台是通过无人机与航空数码摄像机的相互结合设计而成,该平台能够通过IMU(惯性测量)以及GPS(全球定位系统)等技术支持进行航空摄影与测量开展;飞行控制系统在无人机航拍应用中,是通过对定位导航技术的科学利用,对测量事物的位置信息有效获取后,在实现无人机航拍的加速度计以及陀螺等装置的具体位置合理确定基础上,按照有关流程设计与操作要求进行无人机运行的数字化监控,确保其在工程测量测绘中的工作任务执行和信息测量获取。2.遥感信息处理系统。遥感信息处理系统中的图像处理单元,主要是进行遥感观测相片、人物航摄的标准流程以及相机检定参数等数据信息的有效整合与处理,其中,该功能结构单元在进行影像摄取与信息处理中,通过对影像的内定向以及对影像间的连接点与量测像控点等内容进行合理布局与计算分析后,为有关三维立体模型的建立和测量应用提供支持;三维建模体系在无人机航拍的遥感信息处理系统中,主要通过将测绘获取的信息和数据进行有效处理,将数据成果在三维建模体系中输入,从而实现对测量地势以及有关事物的三维虚拟化构建,为工程测量测绘的可视化实现提供良好的支持;空中三角测量系统在遥感信息处理系统中,主要是进行已规划的航带列表有效交融,并对其相互关系进行确认,为无人机航拍操作提供支持。
2、无人机航拍技术进行工程测量测绘的具体流程分析
(1)对无人机航摄的具体路线进行规划,并对测量范围进行明确,是采用无人机航拍技术进行工程测量测绘应用的首要环节和重要基础。由于无人机航拍作业开展中,无人机航摄的飞行时间一般最多在1h左右,其中包括无人机的起飞与降落时间,因此,为避免无人机航摄作业开展中出现能源耗尽引起的坠机等不安全事件发生,就需要对无人机航摄的时间及其具体路线进行合理规划与设置好。为实现无人机航摄的全面性与完整性,还应对其具体测量区域及逆行合理确定,从而在合理的路线规划与范围限定下,通过无人机航测系统从空中对测量事物进行俯瞰观测,以满足其工程测量与测绘的实际需求。在对无人机航摄的路线规划与测量范围确定中,在确定好测量范围后,可结合实际情况,通过将测绘区域划分成两边距离相等的长条状,再从对应区域的四角标志位置上,按照飞行时间与飞行速度、航拍距离等参数设置情况,以进行全面、完整的测量和测绘作业。
(2)无人机航拍技术在工程测量测绘中应用,通过建立相应的测量区域控制网,能够促进其测量测绘工作的更加精细化开展,提高其测量测绘质量和效率。通常情况下,在进行测量区域的控制网建立中,不仅需要结合工程测量测绘的具体情况进行控制网建立,而且需要根据测量获取的地图规格,进行与工程测量测绘规模相当的控制网络,从而在控制网覆盖范围内进行相应的GPS坐标点设置,并进行有关三维坐标体系建立,对测量区域内各点的具体方位在坐标系中进行标记,从而为后期测量测绘以及数据分析提供有效的支持。
(3)数据结果处理与分析无人机航摄的外业
任务完成后,需要对其影像数据及有关资料进行收集,并进行数据分析和处理。其中,数据分析与处理的内容包括对影像比例进行纠正以及进行DEM数据匹配等。在进行影像比例的纠正中,由于在相机坐标测量中,需要针对其影像畸变差进行预算纠正和处理,其具体内容包含主点坐标以及对称畸变参数、CCD非正交性畸变系数、非对称畸变参数等等;对DEM数据的匹配处理中,进行测区地表的DEM模型建立和生成,以通过该模型进行正射投影分析,来完成对DEM数据的有效匹配。其中,PixelGrid软件是当前多数工程测量测绘中进行无人机航拍的DEM数据匹配应用的主要软件工具。
3、无人机航拍技术在工程测量测绘中应用的注意事项
(1)提升对无人机飞行姿态与传感器的控制。传统的无人机测量中,由于技术限制导致进行一些精度较高的传感器搭载难度较高,对其航拍应用效果也有着较大的影响。加强对现阶段无人机航拍技术中的无人机飞行姿态以及传感器控制,使其能够在无人机航测作业开展中实现一些较高精度的图像和数据获取,为无人机航拍技术应用以及工程测量测绘提供更好的支持。
(2)提升无人机的起降及飞行过程中的抗风能力。工程测量测绘工作开展所处得自然地理环境较为复杂并且恶劣,因此,对无人机航拍技术的各项性能要求也比较高。其中,无人机的起降性,作为影响无人机航拍作业开展的一项重要性能,对其在恶劣山区地形测量中的有效起飞与降落都有着直接影响,一旦无人机的起降性能不能满足测量区域的有关条件和要求,就会导致无人机损坏,增加无人机航拍成本,甚至影响其航拍的有效实施。
4、结语
总之,无人机航拍技术是通过对多种信息技术与科学手段的集成应用实现的一种新技术,随着无人机航拍的技术体系不断成熟,在有效控制和降低无人机航拍技术在实际应用中的缺陷和不足的同时,也会促进该技术在各行业领域与工程实践中的更进一步应用,从而为工程测量测绘分析提供更有力的技术支撑,提高工程测量测绘的质量和效率。因此,对无人机航拍技术在工程测量测绘中的应用进行研究,以促进其技术手段的不断优化和改进,具有十分积极的作用和意义,应予以重视。
参考文献
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