李文川,郭 倩,李玉男
1中国人民解放军31439部队;2沈阳军区建筑设计院;3长春煤炭设计研究院
无人机在测绘工程中应用技术的分析
李文川1,郭 倩2,李玉男3
1中国人民解放军31439部队;2沈阳军区建筑设计院;3长春煤炭设计研究院
本文笔者结合个人的实践工作经验与相关参考文献,从无人机类型入手展开粗浅的探讨,简单的阐述了无人机测绘的主要工作类型以及技术,以期为进一步推动无人机测绘的广泛应用做有益参考。
无人机;测绘工程;应用技术
顾名思义无人机就是无人驾驶的飞机,其主要是利用无线电设备以及飞行器的自载程序对飞机所进行的操控。现如今无人机被应用在测绘工程之中,一方面其可以让测绘人员从繁重的体力劳动中解放出来,另一方面无人机也在提供正射影响图上发挥着十分重要的作用。所以,做好无人机在测绘工程中的应用研究则尤为重要。以下笔者即通过个人对无人机的了解,首先阐述了无人机的类型,之后对无人机在测绘工程中的主要工作类型及其应用技术展开了粗浅的探讨,以期为广大同行参考借鉴。
我们知道,现如今绝大多数固定翼的无人机,其外形大都属于微型机,有圆盘形、后螺旋桨型、可拆卸型这几种。因为电池是无人机的动力能源所在,所以无人机电动机的声音较小且具有很好的隐蔽性,比较适用于装载高清摄像头进行航空拍摄测量。
多旋翼无人机也可被称为是多旋翼直升机,其是一种由多个螺旋桨平均分布到机身周围的一种飞行器。目前,市面上最为常见的多旋翼无人飞行器主要分为四旋翼、六旋翼、八旋翼这三种。虽然多旋翼无人机也十分适合航空拍摄,但因悬停是其特点所在,所以在拍摄图片过程中需要保持在悬停状态之下。
因为无人直升机并不需要安装发射系统,所以能够垂直起降、自由悬停且灵活性较高,能够按照飞行剖面的航路飞行,所以将无人机应用到测绘工程中会给测绘工作带来了更多的便利。
无人机能够为测绘工程提供正射影像图,即测绘人员能够利用航拍所得的正射像片编制带有公里格网、图廓内外整饰和注记的平面图。一般来讲,无人机往地面拍摄所得的图片,只能称之为是照片,是不能直接用于测绘的,因为不是绝对正射的地方其形状是有扭曲的,因此整张图也是不成比例尺的,如下图1,图2所示。图1拍摄出来的只能称之为照片,而图2则是正射成片的飞行即拍摄方法。由此我们也可以清楚的看到,正射像片是需要多张照片叠加构成的,所以,无人机应该保持一个均衡的速度,并且能够按照事先设计好的飞行路线、固定离地面高度以及固定拍摄重叠率进行飞行拍摄。也正因如此,笔者认为在测绘中微型固定翼无人机具有很大的优势。
图1
图2
2.无人机在测绘工程中的主要工作类型及技术
现如今越来越多的国家加强了对无人飞行器的研究,并建设了民用无人机产业基地,以期让无人机的应用领域变得更加广泛。而我国在无人机研究领域俨然已经取得了十分骄人的成绩,可以说一些无人机产品已经出口到国外市场,如,适合于低空飞行的航测遥感技术,正是基于我国遥感技术而发展起来的一项全新技术,具有快速、准确、高效获得地理信息数据的特点。航测遥感技术主要是利用无人机转载航空数码相机,采用IMU∕GPS技术进行导航的航空摄影,这一技术主要被应用在1000米以下的低空作业之中。
现如今遥感测量技术已经被广泛应用在城市建设、资源调查、环境监测、应急救灾等诸多重大工程项目之上,成为调查信息、收集信息的重要手段,对进一步推动我国测绘事业的发展积累了十分丰富的技术资源。在测绘工程中无人机的主要工作类型及技术具体表现在以下几个方面:
第一,对地形图进行测绘。利用无人机进行地形图测绘时,应该根据地形图的精度要求,对无人机的拍摄比例尺、重叠率、分辨率等因素进行调整。并在得到正射图像以后,利用成图软件先进行判图,后到实地进行检查,最后对整个图纸进行控制测绘,从而确定整个地形图坐标系统的准确性。
第二,对新农村建设进行测绘。在新农村的建设测绘中主要的测绘要素是房屋、交通、电力、水系等。而为了能够进一步提高房屋测量数据的准确性,在调查时应实地拉边长,并进行纠正。
第三,对征地进行测量。将集体所有土地转变为国有土地最为重要的一个环节就是征地测量,可以说征地测量为国家土地调整以及经济建设提供了十分重要的数据支撑。然而在实际征地测量过程中,由于村民所期待的测量标准与规定测量标准存在较大差异,所以往往会和村民产生不小的分歧与矛盾。而采用航测,利用正射图像进行勾绘,不仅大大的降低了在测量过程中与村民们可能出现的矛盾纠纷,也进一步提高了村民对测量面积的认可程度。
第四,对土石方进行测量。无人飞机在飞行过程中往往都具备一个固有飞行高度,因此,也就可以通过对飞行高度轨迹的计算,得出高程值,进而对土石方进行测量。
综上所述,本文笔者对无人机的类型及其在测绘工程中的应用展开了粗浅的探讨,也是希望通过本文笔者的粗浅阐述,能够让大家对无人机拥有一个更为明确的认识与掌握,从而让其能够更好的应用在测绘工程之中,以此让测绘人员能够从繁重的体力劳动中解放出来,并进一步提高测绘效率。所以,加强无人机在测绘工程中的应用研究则具有十分重要的现实意义,值得广大测绘工作者深入研究与探讨,以此对加快对数字化城市的建设发展。
[1]王佑武,马增翼,李含璞.基于中程无人机测绘系统测制地形图的应用研究[J].甘肃科技,2015(08)
[2]陈荻,李卫正,孔文丽,申世广.基于低空高分辨影像的三维绿量计算方法——以南京林业大学校园为例[J].中国园林,2015(09)
[3]王洛飞.无人机低空摄影测量在城市测绘保障中的应用前景[J].测绘与空间地理信息,2014(02)
[4]薛永安,王晓丽,张明媚.无人机航摄系统快速测绘矿区大比例尺地形图[J].测绘地理信息,2013(02)
[5]王利民,刘佳,杨玲波,陈仲新,王小龙,欧阳斌.基于无人机影像的农情遥感监测应用[J].农业工程学报,2013(18)