杜淑月
山东正元航空遥感技术有限公司 山东济南 250101
摘要:采用无人机进行摄影测量的方法比传统的遥感相比,精度高、上手容易、平台便捷,可以根据测图的要求,灵活地选择起降方式和时间,这就使得随时随地都可以进行测量作业。本文以无人机遥感技术应用到地形图测量研究对象,对无人机摄影测量系统的组成及原理进行阐述,本文从实际出发,结合近些年来我国无人机遥感技术在工程测量中的具体应用进行了深入的探究与分析,希望给我国的工程测量工作带来一些帮助。
关键词:无人机;遥感摄影测量;地形测绘;精度分析
无人机航测和传统的工程测量相比,大大提高了测量的效率,而且对于一些跨河、跨铁路、跨高速公路这种复杂、危险的地段,以便操作无人机可以进入危险区域,以减少人员操作难度,采用这种方法省时省力,革命性地改变了测量方法和技术。在制作相关地图中,图像采集是一种相对快速的地图绘制方式,且简化操作过程,缩短整个操作过程的时间。
但是,由于无人机承载着数码相机的测量,其振幅与测量相机相比较小,在这种情况下,就有必要增加图像贴图之间的重叠,这就导致基线短、影像图大、对比度高,影响后续测绘精度;其次,人机摄影测量系统平台体积小,重量轻,飞机稳定性差,易受高气流影响,造成倾斜角度大、旋转角度大等问题,这就容易造成行驶轨迹偏差引起的横向重叠。
1无人机摄影测量系统的组成
一个完整的具有摄影测量遥感的无人机往往由以下几个部分构成。
1.1飞行平台
飞行平台的无人机飞到空气中主要组成部分的飞机身体、推进系统、电气系统和其他设备和辅助设备,包括正常运营平台通讯,这其中飞行平台的载重量是衡量飞行平台的重要的评价参数。目前,该平台主要由多旋翼和固定翼无人机、无人驾驶直升机和其他无人机装置组成。
1.2导航和飞行控制系统
无人机飞行控制系统主要由微处理器、GPS/INS惯性导航系统、GNSS接收机等组成,其主要作用是控制无人机的飞行位置和飞行路线。因此,无人机可以按照计划的程序完成任务。在发生危险时,应采取紧急降落伞等安全措施,以确保物体和数据的最大安全。该系统控制飞行中的位置、速度和高度稳定性,并对地面观测站的指令作出快速响应,甚至在紧急情况下实现航路节点数据的自动返回。
1.3任务荷载设备
无人机装在的实现无人机飞行要完成的特定任务的仪器、设备和分系统,统称为无人机的有效载荷或者叫任务载荷。这一部分不仅是无人机的核心部分,而且在无人机设计中起到主导地位。载荷根据用途主要有投放类(武器、人影、架线)、光电类(侦查监控、巡视)、获取类(大气监测、采样)等。光电类是测绘领域用到最频繁的一类,常用的光电类任务载荷设备有可见光载荷、红外热像仪、紫外热像仪、合成孔径雷达、激光雷达以及多光谱相机等。记载任务载荷根据无人机的不用用途而配置。
1.4数据传输系统
数据传输系统由地面系统、空中系统构成。空中部分包括安装在无人机上的微处理器、天线和被称为无人机大脑的数据处理站,地面部分主要包括数据接收工作站、发射电台和天线等。数据传输系统用来传输的飞行参数无人机在飞行过程中,它可以实现实时显示无人机的飞行高度、速度、无人机形态和轨迹,和地面工作人员可以通过发送命令控制无人机系统;其次,通过现在的系统实现,将无人机捕获的图像数据传输给后续处理和应用。
1.5地面监控系统
该系统是无人机系统的运行控制中心,对无人机上传的视频、图片、命令和航测数据进行处理和显示。小型无人机系统的地面监控系统可以安装在背包内的盒盖内,可以随时组装,可以通过嵌入式微处理器进行增强,也可以内置在坚固耐用的笔记本电脑中。
2无人机遥感技术的优势
首先无人机遥感技术非常的快速灵活,因为不需要驾驶人员,这样就省去了驾驶人员、救生设备、以及驾驶设备的重量,同时在实际的测绘工作中无人机的遥感技术检测十分的迅速,工作效率相比较传统的技术提升了很多。同时值得注意的是,在处理紧急的情况时,无人机遥感技术很是适用于范围较大的情况,同时检测的距离可达2000多平方公里,这就使检测的效率大大的提高了。
再者就是这项技术检测的范围比较宏观,不仅仅可以在地理空间相对来说较小的区域进行检测,同时还能够在空间范围较大的区域进行检测。无人机遥感技术主要是通过光谱分析对所检测的区域进行数据的收集与处理,还值得注意的是这项技术可以同时多架多次的检测,并且能够保证测量的准确性。
最后就是这项技术在对所收集的数据进行处理的时候速度非常快,处理的分辨率较高,和传统的卫星技术相比较要高出很多,目前的技术已经能够达到0.1-0.5米,在实际的测量工作中非常的实用。
3无人机遥感技术在测绘工程测量中的应用
3.1测绘影像资料的获取
无人机遥感技术在进行工作的时候,首先要进行的是选择一个比较合适的飞行平台,要注意飞行平台的选择一定要根据测绘的地形地貌来进行选择。这项技术和传统的影像获取手段有很大的区别,在实际的操作过程中,无人机飞行偏转的角度较大时像幅较小,所以说在具体的操作过程中可以通过采用空中三角的测量技术来进行纠正和修复,这样可以有效的预防拍摄过程中的漏洞。
3.2进行测绘数据的采集
无人机遥感技术在进行数据采集的时候,采用将手动技术和自动技术相结合的方式,将不合格的信息和测绘数据进行清除,这样可以达到有效的提高信息的准确性和合理性的效果。之后将所获得的数据和信息进行单一模型的定向操作,注意无人机的遥感技术在进行定向操作的时候要对飞行的路线进行规划,通过数据来分析无人机的航线是否出现了异常,最终达到对无人机的飞行进行操作,确保航线的精准度。
3.3无人机拍摄数据的处理
无人机遥感技术对拍摄的数据进行采集和处理的时候和传统的数据采集处理的方式不同,工作的时候无人机对数据的处理在数码影像上的排列是不规则的,这是由于无人机飞行的角度所造成的,旋偏角和俯仰角较大时,影像堆叠的程度也就增大,这就很容易让影像发生变形。为了能够很好的解决这样的问题,无人机上面安装的数码相机一般都带有变焦镜头。这样可以事先对变焦镜头进行标定,之后再对所标定的结果进行科学合理的分析,找到在不同焦段上相机内部的参数和畸变参数以及焦距之间的关系,这样才能够顺利的解决影像变形的问题。
4结语
目前,随着无人机航测技术在提高测量精度方面取得了长足的进步。从测量的角度来看,无人机摄影测量系统完成了无人机在那些小而分散区域、地块下的测量对于解决成像困难和尽快获得地形信息非常重要。但是,为了应对比传统更大的飞机测量工作,在无人机工作中如何不断提高工作质量才能克服无人机发展的困难,也成为无人机发展的重要方向。
参考文献
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[3] 兰传喜. 无人机遥感技术在测绘工程测量中的应用分析[J]. 建筑工程技术与设计, 2018, 000(035):770.
作者简介:姓名:杜淑月,性别:女,出生年月:1980年5月,籍贯:山东省章丘市,现有职称:工程师 研究方向:航空摄影测量