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无人机技术在测绘测量中的应用分析

2017-10-19杨奉旺

中国科技纵横 2017年17期
关键词:无人机遥感技术测绘工程应用

杨奉旺

摘 要:近年来,随着科技的不断进步,无人机的使用已经不是一件新鲜的事情了。无人机是一项新的机械设备,具有非常好的使用效果,可以实现各个领域的应用。在工程测量中也能够发挥使用效果。文章通过对无人机遥感技术在工程测量中的使用进行研究讨论,了解无人机遥感技术应用的具体内容以及无人机在工程测量中具有的优势,以便能够更好的发挥无人机遥感技术的测量使用效果。

关键词:无人机遥感技术;测绘工程;应用

中图分类号:P231 文献标识码:A 文章编号:1671-2064(2017)17-0240-01

1 前言

無人机技术以遥感技术为核心,无人机最早诞生于美国,近些年才在中国广泛使用,无人机使用规模和技术都随着时代的发展产生着巨大的变革,做好无人机技术应用研究有助于提高无人机的设计水平,有利于提高高科技的利用率,提高各领域的工作效率和监测效果。无人机由于机动性以及灵活性强等优势,倍受各领域的欢迎,无人机也从单纯的地面遥控技术发展到远程计算机操作水平,这是无人机技术的飞跃。

2 关于无人机技术的阐述

无人机技术又可称之为无人机遥感技术,这是一种共和控制技术,包括无人驾驶飞行技术、遥感技术、通信技术以及定位技术结合体。无人机技术由于具有自动化、智能化的特点,被广泛应用于电视、农业、军事、地理等领域。目前,无人机遥感技术在全球范围内得到了广泛的应用,也是世界研究的重点技术,也是未来无线遥感技术的研究与发展方向。无人机技术的更新十分方便,软件升级只要通过联网就可以完成,无人机由于体积较小、部件模块化,维修与维护也相对简便,因此,成为多个行业的首选操作技术,为工程测绘、农业土地布局、航拍、军事探测提供大量的监测信息和数据,为我国有关部门制定一系列政策和规范提供有效的依据和参考。无人机的主体结构包括无人机操作平台、数码传感器、数据处理系统和导航定位系统构成,无人机技术涵盖的内容十分广泛,包括计算机技术、通信技术、数据处理以及GPS定位技术。无人机技术有着其它技术难以比拟的优点:一是信息更新速度快,无人机是一种升空飞行装置,一般采用低空飞行的方式完成信息收集和图像处理;二是信息分辨率较高,高分辨率传感器是无人机的主要结构之一,无人机在航拍过程中可以获取高清的图像信息,可以满足高比例监测图的要求;三是无人机成本较低,无人机技术运营成本较低,性价比较高[1]。

3 无人机测量的发展现状

目前,我国无人机技术在导航、通信等方面的功能越来越完善,无人机也不再仅仅被当做靶机,而开始担负起多种角色,无人机将摄影测量技术、远程遥感技术等高科技相结合,以飞机测量、航天测量两种方式为主,与航天测量相比,无人机低空测量具有诸多优势,包括成本低、灵活性强、高效快速等,尤其是对于小面积区域的测量非常适用,它能在较短的时间内获得准确的、分辨率较高的图像,已经成为城市测绘的首选方式。据相关资料统计,当前,全世界共有32各国家正在从事无人机的研究,而已经有41各国家已经成功掌握了约100种无人机的使用方法,由此可以看出,无人机在国际上的重要性,掌握无人机低空摄影技术无疑能够提高我国在国际上的综合竞争力,与国外相比,我国的无人机应用范围相对比较狭隘,国外许多发达国家已经将无人机技术应用于海洋监测、森林火灾监测等领域,我国应紧跟全球发展的步伐,进一步加大对无人机低空摄影测量的研究,并拓展其应用领空。

4 无人机遥感技术的优势分析

无人机的遥感技术一项较为新型的技术,而且在实际的应用中优势明显,他已经较为广泛的应用在了不同的生产领域,这其中在工程测绘上也加大了投入的力度。主要的特点包括:高效的检测率、检测的尺度大、能够快速的处理和良好的周期性服务效果。具体来说主要表现在以下几个方面[2]:

4.1 高效的检测率

对于遥感技术来说,检测效率是过程中需要保证的,如果过程中发生了较为紧急的事件,如果监测的效率太低会影响到事情最后的解决效率,甚至可能会带来较为恶劣的连锁反应。无人机的遥感技术的优势更多是检测效率较高,所以在紧急事件中有效的采用该技术,可以很大程度的提升解决效率,改善最后的解决效果,测绘工程中有效应用了该测量技术,可以确保测量的结果的高效。

4.2 较大的监测尺度

为了能够让最后的检测效果很好,不能局限在大范围的监测,如今无人机的遥感技术对于小范围的物体检测上已经实现了较好的效果。而且目标的有效实现也确保了无人机遥感技术的检测尺度得到了较大范围的扩大,作用于测绘过程的测量中,测量范围的伸缩和可控也得到了增强。与此同时,在无人机的遥感技术中,对于被检测的区域还可以通过三维的形式展现出来,工作人员可以直观的观测到具体的景象。

5 无人机航拍技术在工程测量测绘中的应用

在工程中利用无人机航空摄影技术进行测量时需要先对需要测量的区域进行划分和界定,同时在无人机起降点预留足够的空间供无人机起飞和降落使用,只有做好了这些准备工作,后续的测量工作才能顺利开展,测量的结果的准确性才能够有所保障[3]。

5.1 规划航线与测量范围

一般情况下,无人机的飞行时间都不会超过1h,再加上无人机的起飞和降落的时间,留给拍摄的时间不会超过50min,因此,必须要控制好航拍时间,防止无人机因能源耗尽发生坠机事故。在保证拍摄质量的情况下,想要将拍摄时间控制在50min内就必须要规划好航线。同时,为了航拍数据的完整与测量结果的全面、准确,需要对整个工程区域内需要进行测绘的地区进行规划。在当前的工程中,最常见的方法是将需要进行测绘的区域划分为两边等距的、长条状的小型区域,并在划分后的区域的4个角上分别放置特定的标记,然后再根据工程中选用的无人机的飞行时间、航行距离以及飞行速度等因素规划整个航拍的路线,设计航拍的流程。endprint

5.2 建立测量区域控制网

为了能将测量测绘工作进一步细化,需要建立测量区域控制网。以前,某市的电力工程中曾用到了无人机航空摄影测量技术。首先需要根据测量得到地图的规格建立规模与之相当的控制网,并在该控制网的涵盖范围内设置好GPS坐标点,以此为依据建立三维坐标系,将该区域中各个点的方位用坐标系内的坐标点表示出来,从而降低后期的数据处理的复杂度。在这个过程中必须要注意的是核对好各点的坐标,确保无人机航路的正确合理,从而提高航拍的效率。

5.3 无人机航摄影像数据处理

无人机航摄影像数据处理的完整流程:(1)影像比例纠正(CCD畸变系數β)与影像的坐标不同,相机坐标测量需要提前纠正影像的畸变差。而需要进行纠正的相关参数包括主点坐标(I0,J0),对称畸变的参数(K1,K2),非对称畸变的参数(P1,P2),CCD非正方形比例系数α以及CCD非正交性畸变系数β。(2)DEM数据匹配(正射影像)。生成测区地表的DEM是模型实现DOM的基础。通过对该模型进行正射投影,即可实现DOM。就目前来看,在这一环节的处理中PixelGrid软件是应用最为广泛的处理软件。由于PixelGrid软件能够自动进行采集与匹配那些拥有多模型、多重叠特征的DEM栅格数据,能够有效地确保测区上方DEM点位全部切准地面的特性。勘测单位可以将一个测区作为一个单位,这样创建的像对正射影像,就是整测区像片生成正射影像,这也是该软件应用如此广泛的重要因素之一。

6 结语

总而言之,无人机遥感测绘技术的应用分析有助于该项技术的高效运用。无人机遥感测绘技术在实践中的应用是科技进步的重要体现,也为工程建设的顺利施工提供了保障。基于无人机遥感技术的优点,应该让更多的施工单位对这项技术加强了解,使得更多工程测绘中能够极强该项技术的运用,从而实现我国测绘工程技术的发展。

参考文献

[1]陈新.试论无人机遥感技术在测绘工程测量中的应用[J].绿色环保建材,2016,(08):152.

[2]骆叔鹏.论无人机遥感技术在测绘工程测量中的应用[J].黑龙江科技信息,2016,(30):119.

[3]陈帅.低空无人机遥感技术及其在某铝土矿山测绘中的应用[D].长沙理工大学,2015.endprint

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