无人机航空摄影测量技术在地形测绘中的应用
摘要
关键词
无人机;航空摄影;摄影测量;地形图;测绘应用
正文
城市建设的发展和速度正在提高,社会上许多新兴事物如果仅仅应用于人力资源,就无法真正保证其工作质量。因此,在遥感地形图数字化测绘过程中,我国有必要研究和应用高分辨率无人机航空地面摄影遥感测量技术,确保遥感地形图测绘技术任务的有序顺利开展,解决当前传统航空测绘遥感技术遗留的瓶颈问题,为未来无人机航空测绘摄影测绘行业的技术开发和研究提供支持。
1无人机航空摄影测量技术分析
无人机航测地形摄影设计和遥感测量摄影技术被称为“航测”无人机技术。航测遥感设备技术确实已经在我国许多专业航空领域获得,许多已经应用于许多实际领域,如航空货运快件分拣和配送、婚纱和婚纱摄影,根据飞机地形的特点,无人机航空摄影广泛应用于地形测量的遥感摄影技术的研究和开发中,并且非常常见。它对飞机地形遥感和测量的应用具有以下非常重要的意义。无人机航测平台是指具有大型小型飞机设备的无人机,可以用作航测平台。一般此类的无人机型电子设备系统采用了带有超高精确度与光学分辨率摄像头的高速光学数码相机、低光高速光学摄像机、红外扫描仪、激光扫描仪、热磁检测仪以及其他电子设备系统,而这种复杂、高级、实用的空中侦察型电子设备系统,一般专门用来迅速获得精确、安全的空中测量图形数据信息以及各类地形信号,进而使用大规模的数字计算机系统对计算机实现各类遥感图形信号的分析与数据处理。最终结果是形成这张高分辨率地形图。使用无人机工作区进行航测的整个工作流程应该是:首先,您自己对无人机测量区的航路进行初步规划,然后根据预先设定的航路控制无人机进行航拍等操作,然后从地面设备实现无人机与各种控制系统之间的数据交换和处理,最后全面检查数据内容和图像数据,看是否需要补充拍摄。无人机航空摄影技术的核心意义是确保无人机拍摄目标在任何时候的相对精度,特别是在相对地理位置相对复杂的国内城市地区,需要一种无人机测量精度更高的仪器来进行高精度测量。当一些城市和建筑区域需要高精度测量摄影时,需要专门对在这些建设地区的设置好高精度控制点,这里面需要大量运用到无人机RTK技术,能够在短期内极大有效地来提高无人机拍摄的效率度和质量。总而言之,无人机对航拍技术的熟练使用将具有简单高效、机动灵活、分辨率极高、处理速度超快、成本低等的综合效果,是开展图形绘画或测量摄影工作中的好帮手。
2无人机航空摄影在地形图勘测中的运用
2.1像控测量与空中三角测量
空中三角坐标测量技术的原理是根据路线网或区域网,将空中每个摄影站和每个摄影点的相对空间位置坐标和相对姿态坐标放入整个区域网坐标系,并统一计算每个摄影站在空中的摄影点的外层空间方向元素坐标和图像控制点的三维坐标。空中三角测量系统是无人机航空摄影测量技术中一项非常重要的测绘工作。由于采用空中三角测量仪器,现场检定人员仅仅不触及被测物的表面,就能够精确计算被测物准确的位移范围和平面形状,而且能够在大空间中同时精确计算各个位置,从而进一步节省了现场检定人员的操作与计算,而且不受场地通视空间温度高低的影响,准确度更均匀,不受计算的大范围的影响。在空间三角测量的任务活动中,由无人机系统自动配备的无人机内部控制系统能通过监测或计算目标位置地形的某些具体动态情况时,更精确、更快捷地主动改变地面位置的仪器位置,从而使得地面操作员在准确获得,或计算空中地形后,提供更精确、动态的地形位置。
2.2立体采编的测量应用
在当前人们普遍使用一些小型航拍无人机等装备进行各种空中的航拍地理信息或者地面测量的地理信息资料的立体采集等过程中,在要求人们要对一些相关的信息数据等信息进行了一些初步信息资料等的初步立体收集与分析采集之后,需要辅助我们来对我们所有的这些采集工作信息进行都能够及时与精确地进行采集并且进行立体数据编码,这个在采集工作时一般的我们都会同时配备并且有一个另外的一个立体采集的工作辅助系统来进行协助的实现立体的信息资料采编系统的三维相关采集功能,该三维采编系统还能够将在任何一个二维立体三维信息模型都初步的建立并完成采集之后,利用航空数字摄影采集与三维测量系统提供的其他一些三维基本原理并自动进行解算获得其立体三维空间坐标,测量者们便也可以轻松实现直接方便地直接通过任何一个鼠标右键即可快速进行其三维空间和立体二维坐标的测量,从而能轻松地实现其三维空间和立体三维采集三维和二维立体模型的编辑。在无人机立体数据测量资料的立体测量的过程测试中,我们觉得最应值得注意这一点上的一个事应该是我们首先是一定要做到首先应该确认我们无人机上所能够测量得出来的所有立体资料信息都是100%准确无误,否则它只可能会导致我们对那些我们在后面进行测量出来的任何其他的立体数据信息资料的百分百准确性或者采编的正确性会产生任何极其的不利的程度上的影响,因此在我们无人机在进行立体信息测量过程的过程测试中,我们应该更多应该得及时地对那些在我们进行测量找不到的地方会进行标注,方便客户于测试以后得及时地进行补漏测试工作。
2.3加强了无人机飞行拍摄测量的外业补测设备操作
在实际使用测绘无人机拍摄三维航拍照片和测量地形图时,我们需要提前分析和比较当前采集图像的各种信息数据,以便最及时、最准确地发现当前航拍照片或测量图中的具体问题。例如,我们只需要对因实际地形暂时无法正常拍摄的某个区域进行标记,然后进行具体测量,以确保当前拍摄结果的正确性和完整性,最终形成最后一张完整清晰的测绘地形图。在补充测区的拍摄过程中,航测技术人员必须具备更高精度的拍摄技术,才能对这些拍摄区进行高精度的航拍和测量,以便于操作。技术人员必须能够克服各种困难,获得更完整、准确、清晰的图像数据和图形,以便制定合理、有效、合理的后续补救措施和措施。最后是对于所捕获区域的航拍测量结果数据,需要通过与其原拍摄数据再次进行核对,确认与核对结果无误一致之后,才能重新对其原测量数据再次进行完整有效及时的数据更新,确保拍摄及测量成果的质量。
3无人机航空摄影检测技术的最主要概念
无人机在许多工程中的优势还是相当多的,他的成本相当低廉,而且可以完成测量的范围也是比以往传统的测量手段大了很多,因此可以在极大的程度上减少小面积上的低空摄影所造成的各种问题,也可以得到比较准确的低空拍摄的图片。使用无人驾驶航空器进行拍摄的主要手段有很多:内业空三加密、提取监测区域的数据和相机的测图功能。在其中,第一个手段的意义是最高的,他的主要功能就是通过对数据进行较强的加密后进行输出、录入,并获取特殊处的文件和相机空三精度的报告,然后在通过任何加密数据的情形下都能够对其导入,从而对数据进行了一定的测量。
4无人机的航空摄影和实际生产中的使用
4.1在一些相片的控制测量方面的应用
通过利用航空摄影测量手段,对某地的具体地貌做出必要的研究,主要是对无人机航拍的部分照片以及其他有关技术人员对地面进行测量的结果做出必要的组合,确定这一区域的实际的地形条件。在使用无人机实施航拍的过程中,先要对照片做出必要的处理,而后利用当前较为成熟的导航系统对所监测的区域做出全面的监控。在实施操作的过程中,必须要重视自己的控制。在通常情况下,测量的目标区域需要位于路线的拐角处或者斑马线的周围,不过必须要注意的是周围必须有明确的标记。在测试的过程中,对目标物做出了相应的标注,才能确保以后工作的顺利进行。
4.2在空中三角的应用
在使用无人驾驶飞行器对地貌进行测量的同时,还必须有专门的设备,可以在不同的地质环境采用不同的设备进行观测,而不必对其数码的定向装置进行人工操纵,因为它们都是可以通过机械装置来测量的,并且它们都可以完成操作,从而得到了相应的图像。在使用无人驾驶航空器进行观测的时候,也就必须人为选择联系点,从而实现相应的空间三角的观测。
4.3在立体测量中的应用
当使用无人机进行测量时,必须保证各个线状之间的信息的精度,以作为提高获取数据的能力。不过,在等高线的领域,是需要借助某些特定的技术实现彩绘。当对房屋建筑做出必要的调查后,确定建筑的规模以及监测的方法,通过一个数学公式对建筑整体做出必要的处理。如果某些特定的地形,使无人机不能完成监测,我们必须对其进行记录,避免给以后工作的开展造成干扰。
4.4在外业补测的应用
我们在无人机上对地形进行测量的时候,有些死角甚至隐蔽的地方没有能够找到,这就需要一些专业的研发人才进入进行相应的补测。在进行补测的过程中,为了保证无人机的正常运行,还需要把部分参考资料与做了测试和彩绘出来的图形加以对比,并以此来发现数据中的局部错误而加以调整,最后达到了保障结论的准确性。
5无人机在地形勘测的优势
5.1非常强的可靠性
由于无人机在飞行的环境中不包括科学工作人员与驾驶人员,所以没有考虑人的生命危险和受伤情况。随着中国的经济社会的高速发展,中国的无人机发展水平也是在突飞猛进的,同时无人机航拍的性能也是在逐步提高中,具备了一定的实用性。
5.2成本比较低
无人机与传统的地面勘测方法一样,但人驾的飞行平台和他的操作系统都是普通无人机的五倍,同时无人机的驾照也是相对方便考,从极大的意义上减少了时间。无人机的材料相对特殊,因此非常方便于保养。另外,由于在拍摄环境上具有较好的兼容性,对硬件的配备也没有很大的需求,所以,总体而言,成本也比较低廉。
5.3高分辨的多角度的测量
通过无人机的具有较好配的数码设备,他们可以实现多方位的拍摄,同时可以得到建筑物的多面高分辨的照片,这也从极大的意义上克服了一些多层建筑的遮挡现象。
6.无人机在不同领域的作用
6.1堆体测量
如今拥有了更为快速、准确的测量方法:利用无人机检测和建模。无人值守飞行器还能够选择航线,可在工程区域的上空机动操作以获取信息,当收集完毕信息后可输入启飞软件有限公司自己开发的GIS系统软件,一键生成点云及三维模型信息,并据此实现空间高度、体积尺寸的计算,也可完成对斜面及不规则堆体面积的模拟计算,为工程规划和施工操作活动奠定了精确的信息基础。
6.2隧道、管道检测
采用无人机的高清晰摄像头以及激光雷达等测量仪器,能够收集隧道中高精度的影像资料并制作三维模型,以供随时调取检测,这样不但可以带来较好的检测准确率,也可以使工程师有较多的时间专心于对已收集到的数据进行研究,从而迅速给出所采用的处理方法。
6.3高速公路测绘
相比较而言,无人机则具有成本低、见效快、精度高一系列优势,是道路检测的重要手段。启飞应用的无人驾驶航空测量系统软件,结合了传统地面测量的无人驾驶航空技术(固定几何形状机翼/多旋翼)、三维建模软件(PIX4D)和GIS应用程序(RisingSpaceGIS智能城市应用),同时还整合了启飞应用中强大的地面工作站功能,在高效完成测量工作的同时,还可以通过启飞应用的GIS应用软件对道路铺面改造的总工程量进行有效计算,并模拟道路工程经过改进后的环境效应和造成的其他效果,为地面道路工程的路面提升项目和道路设计工程,提供了有力的技术支持。
7结语
无人机的射击和测量功能对于准确测量和获取复杂地形图形信息具有非常重要的历史和现实意义。它不仅可以快速方便地获取实时拍摄和准确有效的图形信息,还可以快速突破现场各种复杂恶劣天气条件,轻松快速地获取准确有效地形的实时测量和采集数据。它是精确测量复杂地形图形数据的另一种罕见且良好的方法。因此,我们应该清醒过来,对无人机航空摄影技术进行更深入细致的分析、研究、总结和创新探索,熟练快速掌握地形图拍摄、构图、测画等方面的先进技术,并做好采集工作,根据现场实际制作的海量地形图和涂装数据测量的技术要求,在前期对相关数据进行测量和准备分析,为后续数据的高速、准确、实时测量做好准备。
参考文献
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[2]王光明,丛联宇.无人机航空摄影测量在地形图测绘中的应用[J].测绘与空间地理信息,2017(06):220—221,224.
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