工程测绘中无人机遥感测绘技术的运用

王 倩 蔡跃辉 朱 伟

陆军特种作战学院 广西 桂林 541000

0 引言

在经济飞速发展的时代背景下,各行各业都在进行科技革命以应对新时代的要求,测绘工程领域各项新技术也应运而生,其中无人遥感测绘技术凭借其他技术无法比拟的优势,广泛运用到测绘工程各个方面,大大提高了测绘工作的精度和效率。

1 无人机遥感测绘技术的关键技术

无人机遥感测绘技术是指利用无线电设备控制装有遥感成像系统设备的无人机,获取遥感图像和地理空间信息进而辅助完成工程测绘的一项技术[1]。其关键在于无人机遥感平台,由飞行器系统、测控系统、遥感影像获取与处理系统以及保障系统所组成。航拍过程中为了满足能够分辨率高的清晰影像和传感器便于安装在无人机上这两个条件,目前大部分无人机平台上安装的是CCD/CMOS全画幅相机,像素控制在2000万以上,飞行时传感器沿飞行线获取无人机影像和GPS、IMU数据。

2 无人机遥感测绘技术的优点

2．1 操作方便灵活,安全性高 将无人机遥感技术与计算机系统相结合,实现工程建设的现代化,是现代社会信息化的发展趋势,其已广泛应用于工程实践中。与传统的测绘工艺相比,无人机遥感测绘方法操作更加方便,在快速起飞和遥控的基础上,实现了大规模、快速完成测绘工作的效果,使地形、任务、天气等因素对工程建设的影响最少,进而避免人工外业测绘过程中出现意外事件和安全问题。

2．2 影像分辨率高,实时性强 无人机遥感技术作为低空遥感技术,其分辨率达到0．1m,远远高于卫星影像数据,获取高清影像是其技术的重要标志[2];相对于卫星获取影像时间间隔受轨道周期制约,而无人机遥感测绘获取目标影像即飞即得,实时性更强。

2．3 信息精准性好,处理效率快 无人机遥感测绘技术的应用,减少了工作人员的测绘难度和工作量,缩短野外测绘工期,节约更多的时间,而且还能避免传统测绘技术中因人失误而带来的数据误差从而保证精度。除了能快速高效获取信息外,其技术还能及时、准确地将获取的信息在不同处理系统中完成后续信息整合和计算,并形成相应的模型,有效减少传统测绘过程中需要人工内业计算的过程,提高工作效率。

2．4 产品使用寿命长,造价费用低 使用无人机遥感测绘技术进行实际测绘的过程中,可以对测绘数据进行实时修改,并将及时的将修改数据添加到产品中,对于提高产品的使用寿命有极大的帮助,从而加大产品的竞争力。与一般航拍飞机相比,无人机造价较低且节省培养一名飞机驾驶员费用,整体支出费用低。

3 无人机遥感测绘技术在测绘中的具体运用

(1)信息收集。为了将无人机遥感技术应用于工程测绘中,需要收集有关项目建设的各种信息,包括项目目的、内容,所测区域地形、海拔、气候变化、植被状况和测绘距离等信息。

(2)设计路线。根据前期获取的资料和项目需求,确定测区范围和飞行设备后,即可其从无人机飞行方向、飞行高度、飞行距离以及覆盖区域准确性、全面性角度考虑,设计合理的飞行路线。同时测绘过程中可灵活地使用GPS来确保获得测绘所需的数据信息。

(3)参数设定。为了从根本上提高无人机测绘的质量,除了分析特定的操作过程和应用过程外,还对参数设置特别是工程管理模块参数设置、空三模块参数设置和生产模块进行集成控制[3]。

①工程管理模块:结合基本参数设置要求,完善参数管理和航路分析机制。

②空三模块:集成了无人机应用软件,有效地改善了参数设置过程,对智能系统进行了全面分析,合理整合了信息调整效果,完成了无人机测绘图像的处理。

③生产模块:结合参数设置完成点管理,有效控制特定工艺和操作要求,完善生产线管理机制,对后续计划和控制项目进行整体优化。

(4)数据获取。无人机遥感测绘最为关键数据即航拍影像,为了确保影像能够满足测量要求,必须按照设计好的飞行路线选择天气晴朗、空气对流慢、能见度好的时间段进行航拍。航拍时要求影像重叠航向不低于60%,旁向不低于40%,航线弯曲度不大于5%,最后获得影像无暗影、模糊和光晕。

需要注意是目前无人机的测绘,通常配备的是非测绘相机,非测绘照相机的透镜畸变相对较大,照相机测绘的像点的坐标存在较大的误差,这在某种程度上影响物体坐标的计算精度,因此需要在实际工作过程中进行纠正,常见的摄像机标定方法有主要基于多图像消光点标定方法、测试场标定方法和自标定方法。此外,非测绘相机的主要距离和照片的中心坐标系中图像主要点坐标都是未知的,还需进行图像定向[4],因此要保证中期阶段像控布网的质量。

(5)数据处理。无人机对现场完成拍摄后,工作人员对其数据进行处理。首先是对原始影像航带整理、质量检查、畸变改正等预处理,而后是对像片进行内定向和,自动空三加密,这是无人机遥感影像数据处理中的难点[5]。最后是在GIS或ERDAS平台上完成数字高程模型提取和编辑、数字正射影像的制作工作。数据处理后,处理后的航拍数据作为依据,再结合外业调绘、补测数据,即可制作出标准地形图。

4 结语

无人机遥感测绘技术已广泛应用于测绘行业中,且在不断实践中又进一步促进其技术优化。但在行业内具体运用中,还需要对无人机技术的各个方面有透彻的了解和学习,并根据测绘的实际情况,制定完善的无人机测绘应用程序,确保测绘的质量水平。