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        山區(qū)無人機(jī)測(cè)繪地形圖探討

        2018-01-01 00:00:00欒崧
        大科技·D版 2018年4期

        摘 要:在山區(qū)地形圖測(cè)繪中應(yīng)用無人機(jī)能夠提高山區(qū)地形圖成圖速度與質(zhì)量,確保山區(qū)地形圖的快速更新。本文簡(jiǎn)單闡述了測(cè)繪無人機(jī)工作原理及其發(fā)展前景,并簡(jiǎn)單介紹了山區(qū)無人機(jī)地形圖測(cè)繪技術(shù),及測(cè)繪精度的控制方法,以期為山區(qū)地形圖的測(cè)繪提供重要參考資料。

        關(guān)鍵詞:山區(qū);無人機(jī)測(cè)繪;地形圖

        中圖分類號(hào):P231 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1004-7344(2018)12-0176-01

        在山區(qū)地形圖測(cè)繪中,通過數(shù)字化測(cè)圖方式可以確保測(cè)繪精確度,此過程中需要開展控制網(wǎng)布置、逐個(gè)地物測(cè)繪以及后期的編繪等工作,需要較長(zhǎng)的時(shí)間。隨著無人機(jī)測(cè)繪技術(shù)的發(fā)展,測(cè)繪部門應(yīng)當(dāng)改變傳統(tǒng)測(cè)繪模式,提高測(cè)繪效率與精度,減少測(cè)繪時(shí)間。無人機(jī)測(cè)繪技術(shù)具有準(zhǔn)確、便捷以及快速等特點(diǎn),在地形圖測(cè)繪中得到廣泛應(yīng)用,尤其是山區(qū)區(qū)域。

        1 測(cè)繪無人機(jī)工作原理及其發(fā)展前景

        無人機(jī)航拍飛控是一個(gè)整合了單片機(jī)技術(shù)、變成技術(shù)、任務(wù)控制技術(shù)、飛行控制、通訊航拍服務(wù)、GPS導(dǎo)航航拍以及航拍傳感等技術(shù)并依托硬件的一種高科技產(chǎn)物,所以要做好無人機(jī)測(cè)繪,缺少任何一項(xiàng)技術(shù)都是不可以的[1]。

        在我國各個(gè)行業(yè)信息化快速發(fā)展的情況下,數(shù)字能源、數(shù)字環(huán)保、數(shù)字林業(yè)、數(shù)字城市等數(shù)字化進(jìn)程飛速發(fā)展,并且取得了顯著的成就。結(jié)合需要,對(duì)地圖進(jìn)行及時(shí)的編制、更新,對(duì)地理數(shù)據(jù)庫進(jìn)行定期的更新,需要實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)土地利用變化情況,此時(shí)無人機(jī)在地形圖測(cè)繪中的應(yīng)用得到廣泛灌注,未來無人機(jī)測(cè)繪地形圖具有廣闊的市場(chǎng)前景,尤其是人機(jī)罕見的山區(qū)地區(qū)[2]。

        2 山區(qū)無人機(jī)地形圖測(cè)繪技術(shù)

        2.1 技術(shù)路線

        應(yīng)用DOM制作、DEM生成、外業(yè)測(cè)繪、DLG、數(shù)據(jù)采集、空中三角測(cè)量解析、像片控制測(cè)量、基礎(chǔ)控制測(cè)量等,獲得DOM、DEM、DLG,完成山區(qū)地理信息數(shù)據(jù)更新。

        2.2 像控點(diǎn)測(cè)量

        通過RTK動(dòng)態(tài)測(cè)量、雙參考站快速靜態(tài)對(duì)像控點(diǎn)位置進(jìn)行測(cè)量,應(yīng)用GPS擬合的方法取得高程。根據(jù)每條航線3~4條基線設(shè)置一對(duì)點(diǎn)的原則布設(shè)像空點(diǎn),確保像控點(diǎn)的繪制、整飾以及選刺等符合設(shè)計(jì)要求。布點(diǎn)可以對(duì)成圖范圍進(jìn)行有效的控制,確保測(cè)量接頭沒有漏洞問題。刺孔直徑、誤差不會(huì)超過0.1mm,沒有雙孔,并且刺透。對(duì)布點(diǎn)進(jìn)行明確的說明,略圖需要清晰完整。實(shí)地位置、說明、略圖、刺孔保持一致狀態(tài)。使用紅色、直徑8mm的圓形在像片正面對(duì)像控點(diǎn)進(jìn)行整飾,同時(shí)將點(diǎn)號(hào)標(biāo)記明確[3]。

        2.3 空中三角測(cè)量

        應(yīng)用全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量站對(duì)空中三角測(cè)量進(jìn)行解析,通過計(jì)算平差、測(cè)量像控點(diǎn)以及連接像點(diǎn)等生成DOM,并對(duì)空三進(jìn)行加密。確保相機(jī)、外業(yè)控制點(diǎn)等文件沒有錯(cuò)誤后,專業(yè)人員對(duì)外控點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量,同時(shí)安排另一專業(yè)人員進(jìn)行檢查。

        對(duì)空中三角測(cè)量進(jìn)行解析通常加入外業(yè)高程散點(diǎn),以便增加空三加密精確度。在開展DOM、DEM、DLG等作業(yè)過程中也需要通過外業(yè)檢查點(diǎn)對(duì)精確度進(jìn)行檢查,同時(shí)結(jié)合地形圖圖面需求,將一些外業(yè)檢查點(diǎn)作為高程點(diǎn)上圖。

        2.4 外業(yè)調(diào)繪

        通過全野外調(diào)繪方式,以及航空影像,結(jié)合自由網(wǎng)空三成果,生成DEM;并根據(jù)DEM進(jìn)一步生成DOM,根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分幅,整飾之后,將成圖打印出來,在調(diào)野外調(diào)繪時(shí)可以使用。進(jìn)行外業(yè)調(diào)繪之后,通過藍(lán)、黑、紅進(jìn)行清繪。如果地面上物體太多,很難表示出來時(shí),可以通過在背面、圖外繪制放大圖進(jìn)行表示,同時(shí)應(yīng)用字母進(jìn)行標(biāo)記,正確表示出圖紙內(nèi)外對(duì)應(yīng)關(guān)系,確保調(diào)繪圖的整潔、工整,明確表示出各種要素。

        2.5 地形圖數(shù)據(jù)的采集和編輯

        通過全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量站進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集,應(yīng)用空三自動(dòng)恢復(fù)模型進(jìn)行定向以及立體測(cè)繪,降低二次誤差,增加立體測(cè)繪的精確度。對(duì)山區(qū)地物錯(cuò)漏、地形高程精度進(jìn)行有效的控制,清晰表示出各個(gè)要素間的聯(lián)系。在進(jìn)行數(shù)據(jù)采集之前,應(yīng)當(dāng)檢查空三精確度,通過像控點(diǎn)開展檢測(cè),確保精確度滿足相應(yīng)要求之后再開展作業(yè)。在采集過程中,嚴(yán)格檢查外業(yè)施測(cè)檢查點(diǎn),對(duì)誤差進(jìn)行核實(shí)。一些外業(yè)檢查點(diǎn)是用在圖面高程注記點(diǎn)中,通常在較為明顯的地形點(diǎn)、地物點(diǎn)上選取高程注記點(diǎn),合理標(biāo)記等高線,確保等高線滿足相應(yīng)的要求[4]。

        2.6 生成DEM、制作DOM

        利用專業(yè)軟件進(jìn)行DEM的生成,保證精確度、編輯之后地形圖數(shù)據(jù)兩者保持一致。然后通過生成的DEM數(shù)據(jù),利用專業(yè)的軟件進(jìn)行正射影像的制作,然后與DLG套合檢查其精確度,并進(jìn)行相應(yīng)的修改。除了確保和DLG套合精確度符合相應(yīng)要求,DOM還應(yīng)當(dāng)注意色彩的精確度,確保影像色調(diào)整體上的一致性,亮度保持平衡,以及合適的反差。此外,確保影像圖上的標(biāo)記清晰,以及圖面保持美觀。

        3 測(cè)繪精度控制方法

        3.1 地形圖精確度

        通過全站儀、GPS-RTK對(duì)平面精度進(jìn)行檢查,并用在基礎(chǔ)控制測(cè)量過程中設(shè)置的控制點(diǎn),對(duì)測(cè)量區(qū)域的地物點(diǎn)、地形點(diǎn)進(jìn)行抽查,通常地物點(diǎn)選在建筑物角點(diǎn)、道路拐點(diǎn)或者交叉點(diǎn),地形點(diǎn)通常選在鞍部點(diǎn)、山頂點(diǎn)等具有明顯地形特征上。比較實(shí)際測(cè)量高程值、平面位置和繪制地形圖上要素點(diǎn),檢測(cè)兩者間的誤差,根據(jù)相關(guān)規(guī)范評(píng)價(jià)地形圖高程、平面的精確度。

        3.2 質(zhì)量控制

        地面控制、航空攝影等測(cè)量?jī)x器應(yīng)當(dāng)根據(jù)相關(guān)規(guī)定進(jìn)行檢查,檢驗(yàn)資料應(yīng)當(dāng)完整,與成果一起提交,確保各種性能指標(biāo)符合相關(guān)規(guī)范的要求[5]。

        對(duì)成圖、成果進(jìn)行兩級(jí)檢查、一級(jí)驗(yàn)收。一級(jí)驗(yàn)收主要是驗(yàn)收成圖、成果;兩級(jí)檢查是檢查過程中產(chǎn)生的成果。進(jìn)行自檢、互查之后,作業(yè)單位開展檢查工作,質(zhì)檢部門結(jié)合圖式、規(guī)范對(duì)DEM、DOM一級(jí)地形圖進(jìn)行檢查。

        4 結(jié)束語

        隨著數(shù)字化的發(fā)展,在山區(qū)開展無人機(jī)地形圖測(cè)繪已經(jīng)成為重要方法。怎樣獲取山區(qū)地形的相關(guān)數(shù)據(jù),并進(jìn)行及時(shí)的更新,無人機(jī)數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量提供可靠的技術(shù)支持,在山區(qū)地形圖測(cè)繪中使用無人機(jī)具有重要現(xiàn)實(shí)的意義。

        參考文獻(xiàn)

        [1]劉 鄒.基于無人機(jī)技術(shù)的地形圖測(cè)繪研究[J].電子技術(shù)與軟件工程,2018(06):74.

        [2]馮進(jìn)寶,余 哲.山區(qū)無人機(jī)測(cè)繪地形圖探討[J].經(jīng)緯天地,2016(05):66~69.

        [3]萬保峰.無人機(jī)低空航攝系統(tǒng)在云南山區(qū)1:2000地形圖測(cè)繪中的應(yīng)用[J].山東工業(yè)技術(shù),2015(11):234~235.

        [4]張金超.無人機(jī)航測(cè)在山區(qū)水利測(cè)繪中的應(yīng)用要點(diǎn)分析[J].低碳世界,2016(02):84~85.

        [5]顧莉娟,徐子揚(yáng).無人機(jī)航測(cè)在山區(qū)水利測(cè)繪中的必要要素[J].畢節(jié)學(xué)院學(xué)報(bào),2014,32(04):96~101.

        收稿日期:2018-3-25

        作者簡(jiǎn)介:欒 崧(1985-),男,漢族,楚雄州大姚人,助理工程師,大專,主要從事測(cè)繪工作。

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