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无人机航测技术的发展及应用
摘要:在创新驱动、科技支撑下,我国无人机航测技术取得长足发展,并凭借其操作便捷、制约条件少、精准度高、信息处理时效性强、成本低廉等显著优势在土地管理、环境监测等诸多领域获得广泛应用。基于此,文章简要介绍无人机航测系统、快速航测反应、影像处理及成图技术发展现状,并从航空摄影、外控与调绘、内业处理三大方面探究无人机航测技术的应用,以供参考。
关键词:无人机;航测技术;航空摄影;内业处理
无人机航测技术是在传统航测技术基础上发展而来的以无人机系统为支撑,以现代航空摄影技术、数据处理技术及成图基础为核心的综合性、现代化、高效性航测技术。相对于传统航测技术而言,无人机航测技术只需要利用无人机平台及其搭载的高空摄影设备便可以实现对测区的全面观测,且受天气、地形、障碍物等条件的限制较小,便于工作人员结合测区情况及规模灵活调整无人机航线,且仪器设备精巧便携、所成影像分辨率及精准度较高、可实现数据的自动获取及处理、专场快速、适用于复杂地形,因此无人机航测技术为各行业测绘工作的开展注入了新的活力。若想使无人机航测技术水平迈上更高的台阶,需对其发展现状进行总结,加大技术推广力度并探寻无人机航测技术的新型应用场景。
一、无人机航测技术发展
(1)无人机航测系统
无人机航测系统由飞行平台、搭载设备、信息传输系统及地面控制系统四大主要部分构成,其中飞行平台用以调节无人机飞行相关参数,如高度、速度、飞行路径等,以此保证无人机航测技术的应用适应测区地形地势与基本情况;搭载设备包括高清航拍设备、通讯设备及控制设备等,在拍摄高辨识度影像的同时经过信息传输系统直接将所获数据、图像等直接传输至地面平台,保证数据收集及处理的实效性。地面控制系统主要供测绘人员接收信息与影像,对照国家相关测绘技术标准、已有土地或地表物图像等对影像进行处理,最终获得用以指导实际工作、涵盖面广且标志清晰的测绘图[1]。
(2)快速航测反应
在航测过程中,受到地形地势、天气及障碍物等因素的影响,会制约航测所获影像的清晰度,甚至会导致航测工作停止。而无人机航测技术所应用的无人驾驶飞行器体量小、操作便捷,具有反应快速、易于控制的优势。面对复杂地势、未知实际情况的测区,可以通过实时调整、改变无人机飞行路线、高度等保证其满足航测基本要求。不仅如此,无人机航测周期较短,一般为15min,在极短时间内便可以获取大量与测区地理位置、三维坐标、界址点、地球表面地物等相关的数据与影像,显著提升了测绘工作效率。
(3)影像及成图技术
航测成图误差主要源于地面影像分辨率、成像质量以及镜头的畸变。传统航测技术下航摄影像误差的处理不到位,直接应用于测绘图绘制中会导致测绘结果精准性不足、可利用价值偏低。而无人机航测技术以空三加密为支撑,采取空中三角测量方式先进行空中三点加密,而后经过象点连接、像控点测量等只需要少量外控点便可以精准描述测区或测绘目标的三维坐标。同时,应用已知坐标的像控点进行平差计算,可以进一步提升影像、数据的精准度。
二、无人机航测技术应用
(1)航空摄影
无人机航测技术以航空摄影获取测区相关数据与影像,其测绘精度与单航带覆盖带宽具有密切联系性,通常情况下无人机飞行高度越低,单航带带宽越小,数据精度越高,反之亦然。因此在应用无人机航测技术前,需要做好测区的实际勘察工作,借助POS数据制定无人机航测技术方案,结合相应的网络拓扑形式规划好航线,针对测区内地势平缓、障碍物较少的区域尽量选择单航线航测方式,针对复杂及困难区域,则需要结合实际情况,在保证精度达标的前提下设计双航线航测技术[2]。
(2)外控与调绘
无人机航测技术具有象幅小、重叠面积大、航测周期短的特点,为此,需要在无人机航测技术实际应用前结合测绘工作精度标准、技术规范、实际需求及预测情况等布设具有一定密度的控制点,其中包括基准点及像控点,且相邻像控点之间的基线间隔数量需保持在适宜范围之内。同时,采取无人机航测技术的同时采用GPS快速静态测量方法,结合GPS控制网等级选择相应的参考坐标体系,如国家坐标体系、地方坐标体系或自由坐标体系等,在参照相应高程基础上完成外控与调绘工作。在外控与调绘中,无人机航测技术所成影像分辨率较高,并且可以减小像控刺点,为后续的成图作业奠定了坚实基础。
(3)内业处理
无人机航测技术可以依靠信息传输及地面控制系统实现对影像的实时化处理,在实践应用中需选择适宜、高等级的数据处理软件、空三加密软件等,在软件内新建航测项目,实行空三加密,制作数据高程模型,并将无人机航测系统内调取的数据录入至模型之中,最后制作正射影像图。完成上述流程后,需要借助相应的统计回归方法、数据处理方式等对测量精度进行校验,保证测量精度满足国家相关标准及实际应用需求。
三、结束语
无人机航测技术是指在传统航测技术基础上发展而来的以无人机系统为支撑,以现代航空摄影技术、数据处理技术及成图基础为核心的综合性、现代化、高效性航测技术。无人机航测系统由飞行平台、搭载设备、信息传输系统及地面控制系统构成,具有快速航测反应、影像及成图技术特点。在实际应用中需提前做好技术规划及方案设计,结合实际情况确定航测控制点布设方式与密度,并对航测精度进行校验,以此强化无人机航测技术的应用效果。
参考文献
[1]巩秀莉.浅析无人机航测在国土资源测绘中的应用[J].华北自然资源,2021(05):73-74.
[2]赵云.无人机航测技术在农房一体化调查中的应用[J].技术与市场,2020,27(11):86+88.
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