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        無人機(jī)航測技術(shù)在帶狀地形測繪中的應(yīng)用探析

        2019-09-10 14:55:36劉小平
        名城繪 2019年5期
        關(guān)鍵詞:應(yīng)用

        劉小平

        摘要:無人機(jī)測量系統(tǒng)是通過無人機(jī)搭載高分辨率、體積小的相機(jī),在地面控制系統(tǒng)的控制下,按照既定路線拍攝目標(biāo)區(qū)域的影像,獲取地形地籍信息的一種技術(shù)系統(tǒng),由于成本低、測圖效率高、數(shù)據(jù)時(shí)效性強(qiáng)、精確度高的優(yōu)點(diǎn),在帶狀地形圖測圖項(xiàng)目中得到了廣泛的應(yīng)用。本文對無人機(jī)測量系統(tǒng)進(jìn)行了介紹,并對其在帶狀地形圖項(xiàng)目中的應(yīng)用步驟和內(nèi)容進(jìn)行了分析。

        關(guān)鍵詞:無人機(jī)測量系統(tǒng);帶狀地形圖;應(yīng)用

        無人機(jī)航測系統(tǒng)通常是由無人機(jī)技術(shù)、無線通信及攝影測量等技術(shù)結(jié)合而成,但其最終成像需借助高分辨率數(shù)碼相機(jī)來完成,獲取實(shí)地圖像后系統(tǒng)再對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行處理分析。簡而言之,無人機(jī)航測系統(tǒng)分辨率高、效率高、實(shí)用性強(qiáng),頗具競爭優(yōu)勢,且其兼容性強(qiáng)、適用范圍廣,因此在許多領(lǐng)域得到了推廣與應(yīng)用。無人機(jī)航測適用于各種地形環(huán)境的測量,能為測繪行業(yè)的發(fā)展提供技術(shù)保障。對無人機(jī)航測系統(tǒng)進(jìn)行研究時(shí),需不斷累積實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),為現(xiàn)代化社會的建設(shè)奠定基礎(chǔ)。

        1無人機(jī)航測概述

        無人機(jī)起源于美國軍事戰(zhàn)爭,但由于當(dāng)前無人機(jī)航測技術(shù)在我國得到了最佳應(yīng)用與發(fā)展。無人機(jī)航測系統(tǒng)是多種現(xiàn)代化科技的結(jié)合體,通過數(shù)碼相機(jī)來完成對信息的獲取,再對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析與處理。在操作過程中,因測量的地理環(huán)境和地質(zhì)環(huán)境不確定,所以需根據(jù)實(shí)際情況,對無人機(jī)航測系統(tǒng)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。相較于其他測量技術(shù),無人機(jī)航測是一項(xiàng)較先進(jìn)的高空作業(yè)新技術(shù),且該技術(shù)能有效提高地形測量的準(zhǔn)確度,并能節(jié)約大量測量時(shí)間,因此該項(xiàng)技術(shù)在測繪領(lǐng)域中頗具競爭優(yōu)勢。當(dāng)前,我國無人機(jī)航測技術(shù)在相關(guān)領(lǐng)域已取得了一定成果,但仍然存在一些缺陷,主要問題體現(xiàn)在拍攝像素和攝影技巧不佳,圖像模糊等,由此可見,無人機(jī)航測技術(shù)還需得到更為深入的研究與分析,根據(jù)實(shí)際地勢地形以及測量環(huán)境,選擇適合的測量儀器設(shè)備,并制定合理的實(shí)施方案,不斷完善測量過程,使我國無人機(jī)航測的技術(shù)水平得到有效提高。

        2無人機(jī)航測在實(shí)際測量中的流程

        2.1設(shè)計(jì)方案

        在掌握測量目標(biāo)之后,最開始需要開展數(shù)據(jù)收集工作,其中需要掌握地形的分布情況,地形的總面積及總長度,測繪地區(qū)的地形條件,飛行時(shí)期的總時(shí)長,飛行時(shí)期的總消耗及重點(diǎn)測量區(qū)域等內(nèi)容。等到數(shù)據(jù)收集工作結(jié)束之后,集中測量技術(shù)人員開展分析探討,對于測量的重點(diǎn)及總體工作量,制定完整的測量方案,接著就是分析方案的可行性,借助計(jì)算機(jī)來模擬工作流程,判斷方案的可行性,最主要的就是保證方案的完整性。

        2.2外業(yè)測量

        外業(yè)測量的主要內(nèi)容就是設(shè)置標(biāo)志。設(shè)置標(biāo)志指的就是在開展測量工作的時(shí)候,掌握方案設(shè)計(jì)時(shí)期的重點(diǎn)內(nèi)容,例如某個(gè)部分存在連續(xù)轉(zhuǎn)彎的情況,這樣就需要在測量工作開始之前設(shè)置標(biāo)志,當(dāng)作重點(diǎn)的內(nèi)容來讓人們注意。外業(yè)測量的主要目的就是突出方案里面的重點(diǎn),確保測量能夠有序地開展,這項(xiàng)工作屬于航測工作的基礎(chǔ)保障。

        2.3內(nèi)業(yè)空三

        內(nèi)業(yè)空三的內(nèi)容就是控制測量、開展測量以及加密像控這幾項(xiàng)內(nèi)容,在開展這項(xiàng)工作的時(shí)候,最開始需要掌握這個(gè)地區(qū)的氣象條件,防止無人機(jī)在惡劣天氣工作。在測量時(shí)期,所有的工作都是在智能條件下開展,所以不需要借助較多的人力,不過需要按照測航的飛行高度來設(shè)置焦距的調(diào)整程序,確保飛行高度中不存在障礙物。加密像控就是因?yàn)樵诤綔y時(shí)期存在一些系統(tǒng)誤差,所以需要借助自檢校平差來消除像點(diǎn)量測所存在的誤差,這個(gè)工作需要使用智能設(shè)備。

        2.4對于資料的研究

        資料研究指的就是對于航測結(jié)果的研究,其中需要進(jìn)行檢查、調(diào)整以及完善。所謂的過程檢查指的就是檢查建模過程以及補(bǔ)繪過程,在這個(gè)過程需要根據(jù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)來開展工作。在這個(gè)過程,1∶2000比例尺地圖繪制,需要把誤差控制在0.8m到1.2m之間,垂直的誤差需要控制在0.6-1.0m之間。在開展補(bǔ)繪工作過程中,距離的誤差在0.5-0.8m之間,垂直的誤差在0.5-0.8m之間,內(nèi)容檢查就是檢查全部的測量數(shù)據(jù),確保所有的結(jié)果都能夠符合方案設(shè)計(jì)要求以及基本的測量需求,要是產(chǎn)生較多的問題,就需要開展專項(xiàng)測量來進(jìn)行矯正。

        3無人機(jī)測量系統(tǒng)在帶狀地形圖測圖項(xiàng)目中的應(yīng)用

        3.1像控布設(shè)及施測

        在帶狀地形圖測圖項(xiàng)目中,無人機(jī)航測的無人機(jī)像控布設(shè)通常會采用平高區(qū)域網(wǎng)單航帶雙模型布點(diǎn)方案,在布設(shè)多個(gè)控制點(diǎn)之后,采用靜態(tài)作業(yè)的方式。在遠(yuǎn)程超控下,到達(dá)制定測繪地點(diǎn),通過對提前布控好的各個(gè)像片控制點(diǎn)或者顯著地標(biāo)進(jìn)行聯(lián)合測控,通過系統(tǒng)導(dǎo)航測繪技術(shù)對該帶狀地形圖測圖區(qū)域進(jìn)行全方位多角度的精準(zhǔn)測繪。

        3.2影像處理

        3.3.1空中三角測量技術(shù)的實(shí)施

        在空中三角測量技術(shù)中,需要應(yīng)用到PixeIGrid高分辨率遙感影像一體化測圖系統(tǒng),以及PAT-B光束法平差軟件,具體技術(shù)實(shí)施流程如下:①數(shù)據(jù)準(zhǔn)備。明確并設(shè)置好各項(xiàng)航拍參數(shù),比如說相機(jī)焦距、像主點(diǎn)坐標(biāo)、像元大小,對航拍POS數(shù)據(jù)、控制點(diǎn)坐標(biāo)文件進(jìn)行復(fù)核;②校正畸變差。非測量相機(jī)的使用引起了較大的畸變差,因此必須進(jìn)行校正,并且采用VzLowCor校正影像,確保航拍影像不存在主點(diǎn)偏移及畸變的情況;③構(gòu)建測區(qū)高程文件。引入畸變差校正好的影像,自動開展內(nèi)定向作業(yè),確立航帶初始偏移量,去除較大的誤差像點(diǎn),剩余連接點(diǎn)進(jìn)行互交編輯作業(yè);④成果獲取。在自動相對定向時(shí),影像中相對定向點(diǎn)應(yīng)該超過900個(gè),并且是均勻合理分布的,再利用PAT-B光束法平差軟件,進(jìn)行區(qū)域網(wǎng)平差結(jié)算,將測區(qū)合并起來,應(yīng)用空三加密成果,輸出VortuoZo測圖工程文件。

        3.3.2數(shù)字正射影像技術(shù)的實(shí)施

        數(shù)字正射影像技術(shù)的具體實(shí)施流程為:①DOM技術(shù)的實(shí)現(xiàn)。其技術(shù)依據(jù)為淡漠型的內(nèi)外范圍原色及數(shù)字高程模型DEM,適用于格列模型數(shù)字化航空相片的影像重采樣作業(yè),通過調(diào)色、裁減等手段生成標(biāo)準(zhǔn)分幅的正攝影圖像;②獲取單片正射影像。導(dǎo)入影像數(shù)據(jù)及加密成果后,系統(tǒng)可自動生成DSM,并且自動應(yīng)用合適的濾波處理措施,將之轉(zhuǎn)變?yōu)镈EM格式,隨后在VortuoZo測圖系統(tǒng)中,可以相片為單位進(jìn)行糾正,生成單片正射影像;③生成影像定位文件“tfw”。選取圖幅范圍中的單片正射影像,應(yīng)用Inpho軟件進(jìn)行拼接、裁切、正影像輸出等,生成影像定位信息文件“tfw”。

        4結(jié)語

        無人機(jī)測量系統(tǒng)的應(yīng)用,有效地解決了這一問題,其工作效率高,而且受到場地、氣候因素的干擾比較小,機(jī)動性強(qiáng),在“短、平、快”的帶狀地形圖測圖中有著獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢,因此得以廣泛應(yīng)用。

        參考文獻(xiàn):

        [1]王軍.無人機(jī)航攝影像空中三角測量技術(shù)在管道工程帶狀地形圖測量中的應(yīng)用探討[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2017(4):300.

        [2]魯恒,李永樹,何敬等.無人機(jī)低空遙感影像數(shù)據(jù)的獲取與處理[J].測繪工程,2011,20(1):51~54.

        (作者單位:南昌鐵路勘測設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司)

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