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【中科地信学员论文推荐】浅析“无人机航测技术在工程测量中的应用”



经济在不断的发展,社会在不断的进步,我国的科学技术在不断的发展,推动了无人机技术不断发展。无人机航测技术被广泛应用于工程测量中,促进工程的顺利开展。无人机航测技术作为一项新技术,可以节省成本,避免事故发生,防止外界因素影响监控范围,保证数据传输速率,深受到广大民众的喜爱。


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21世纪以来,科学技术不断发展,众多先进科技手段出现。在工程测量领域中,无人机航测技术的投入能够准确采集数据信息,大幅度提高了工程测量的效率。其精准测绘和分析处理数据的能力受到重视,在该领域中的应用前景极大。





简述无人机航测技术的优势


1、航拍影像分辨率高的优势自动态定位技术突破以来,无人机航拍影像的数据分辨率得到了快速的提高,有效的改善了无人机航测技术的测量精度,其精度可达厘米级,在大比例尺地形图测绘、工程测量等领域得到了快速的应用。



2、影像数据获取效率高传统的测绘技术以全站仪、经纬仪等为主,主要以测绘人员外业采集测量点为主,不仅耗时耗力巨大,其精度也较低,即获取测绘信息的效率极为低下。无人机航测技术是以航拍影像资料为基础进行的,即从航拍影像中获得测绘区域的地形地貌等信息,不需要测绘人员开展繁杂的外业采点工作,提高了单位时间内数据采集的效率,有效的降低了测绘成本。



3、宽泛的使用条件无人机航测技术是以航拍遥感影像为基础的,对测绘区域的使用条件更为宽泛。传统的测绘技术在密林高山地区不占优势,主要表现在两个方面:一是高山密林地区视野遮挡严重,阻碍了水准仪、经纬仪、全站仪测点工作,降低了测绘精度和工作效率;二是高山地区地形地貌复杂,测绘人员无法到达预定的测量位置,出现测绘空白区域,导致测绘精度降低。无人机航测技术能够在低空获得较高分辨率的航拍影像,通过数据处理可获得精度较高的数据信息。因此,无人机航测技术能够适用于更加宽泛的测绘环境,如地形测量、工程测量等。






分析无人机航测技术的流程


1.无人机航测技术的外部处理工作


无人机航测技术的外部工作包括设置工程控制点、规划航测路线、进行工程航测测量。在设置工程控制点时,如果利用传统测量技术测量地势复杂的甲工程会有误差,因此,用无人机航测技术设置工程控制点,每260m设一个点,控制点数量由工程规模决定。在规划航测路线时应根据工程规模与地势、无人机飞行高度和环境对无人机航测路线进行科学合理的规划,航测过程还应注意无人机的飞行速度与高度、画面是否清晰,在无人机飞控系统中提前录入规划好的航测航线,保证无人机航测环境足够安全与广阔,提高无人机航测数据的质量。最后进行工程测量,得到最为真实有效的工程数据。



2.控点布设和航线规划


需要根据具体情况进行布设,将整个工程进行合理区分,对不同地点进行定点测量,如每隔多少米设定一个采集点,根据工程具体情况确定采集点的数量。定点测量在整个测量工程中重要的测量方式。将一个工程分为几个部分,若同一个工程中存在盆地、山谷等不同地形,则需要按照不同的要求进行合理规划,在这些地方更是要严格定点。相较于传统航拍,无人机能够减小因不同地形导致的测量误差,携带高清摄像头以提升航拍画面的清晰度,可手动或自动设定具体采集点,加强定点测量的专业性。在低空作业中,雷雨天气、沙尘暴天气都不利于无人机的正常工作,容易导致测量结果不准确。在航线规划时,要注意无人机的飞行速度和高度,预定好航线并导入无人机飞行控制系统,让其在宽阔良好宜飞行的空中进行操作。要注意摄影设备传回的画面清晰度,以及每个片区的高差,避免无人机撞上其他物体,损坏设备。操作人员正确操控使用无人机,保证无人机航测工作中的安全性和准确度。在飞行过程中,按照设计好的路线和要求获取相关数据信息。操作时需要严格遵守无人机航测的工作流程,避免出现数据不精准的情况,保证图像清晰。



3.获取影像资料和测绘数据


利用RS技术,可以将无人机航测所得的影像资料、数据信息,通过卫星同步的传输到地面控制站。由于无人机在航测过程中始终处于高速运动状态,如果直接利用无线技术完成对地数据传输,很有可能因为信号不稳定而干扰影像资料的分辨率。而无人机遥感技术则解决了这一问题,可以利用空三技术,对无人机进行调整和控制,包括拍摄角度、飞行旋偏角等,从而获得质量较好的影像资料。另外,无人机获取的数据信息,会经过机载微型计算机完成初步处理,包括筛除一些模糊的、曝光的影像,或是严重失真的数据等,这样就降低了数据传输的总量,并且保证了传输数据的质量。



4.无人机采集影响的内业数据处理技术


(1)影像纠偏处理技术。由于无人机低空摄影测量技术采集到的影像由于受到地物高差和成像角度的影响,处在中间位置的畸变较小,但在相片边缘位置的影像畸变较大,在相片上的每一个像点比例都不相同。因此影像纠偏处理技术就是通过相机的检测的内方位元素,计算和处理相片变形,使得拍摄的图像从中心投影变为正射投影图片的技术。(2)空三加密处理技术。当前常见的各种类型空三加密软件的使用步骤基本相同,主要步骤包括工程新建操作、数据导入操作、航带生成操作、影响处理操作、同名点提取操作、测量刺点操作、解算平差操作、评估精度操作、模型建立操作。(3)DLG生产技术。数字线画图的生产也是摄影测量的最终数字成果。通常使用专业处理软件进行DEM、DOM数据的生成。在此基础上借助最新的三维数据处理软件,实现捕捉三维模型点同步生产DLG。



5.复杂条件中的无人机


在野外的复杂地质条件下、水利工程的建设过程中,测量环境具有危险性,如湍急河段、险滩的测量难度大,测量人员得到的数据精准性低;河流弯曲度和盆地、峡谷中的水域深浅不一,难以测量;森林中植物茂密、毒虫众多,对测绘人员人身安全威胁大,以上都是导致工程建设进度慢的重要原因。基于此,运用无人机航测技术对整个工程的空间进行了精准测量,缩短了测量时间,不仅可以进一步提高测量质量,同时还可以提高测量人员的人身安全保障质量。简单来说,无人机测绘技术的应用大幅度减小了人工测量的工作量和工作范围。操作人员仅需手中操控飞行中的无人机进行航空拍摄、数据采集。为提升无人机遥感技术的应用效果,我国研发出的实用性极强、价值高的“低空无人飞行器航测遥感系统”,在低空数码相机系统的配合下,对飞行过程中因机械振动产生的误差进行分析处理,保证了测量数据和测绘影像的精准度,有效提高了无人机航测技术水平。



6.无人机低空航测技术要求


近年来,虽然小型无人机航测技术刚刚起步与发展,但是却为工程测量指出了新的发展方向与理念。无人机航测技术深受社会各行业的欢迎,但使用过程仍遇到了低空航测技术方面的难题。例如,为确保数据信息的准确性,在进行无人机低空航测时,首先,应检查无人机的安全性能,检测航测环境是否会出现雷雨、沙尘暴等恶劣天气情况,如果出现恶劣天气,那么就无法正常使用无人机。因此,在无人机航测环境安全的前提下才能保证无人机正常运行。其次,无人机低空航测前要仔细检查无人机系统和设备是否正常,避免无人机低空航测时出现各种技术问题。而且,还应检查无人机的拍摄功能以保证数据资料的清晰准确性。最后,数据统计时应根据不同的地形,选用合适的比例尺计算数据,得出最终航测结果。因此,无人机低空航测应按照各种流程进行操作,提高工程测量的技术与水平。



结束语


综上所述,无人机航测技术在工程测量中的广泛使用,不仅可以大大提升测量工作效率,节省投入成本,还可以获得更加精确的数据资料,进而促进工程测量顺利开展。因此,无人机航测技术的发展是今后我国科技兴国战略的重要发展方向,进而促进无人机航测技术在工程测量上得到更广阔的发展空间。


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