无人机影像处理技术在测绘工程中的应用

发表时间:2021/1/13   来源:《工程管理前沿》2020年10月30期   作者:李钰1 黄远俊2 赵鑫3
[导读] 无人机技术的不断发展,为无人机影像处理技术的进步提供了良好技术支撑,有效促进了测绘工程效率和质量的提升。
        李钰1  黄远俊2  赵鑫3
        1身份证号:610104198808301617,陕西省
        2身份证号:429006197207070994,陕西省
        3身份证号:610430199005122539,陕西省
        摘要:无人机技术的不断发展,为无人机影像处理技术的进步提供了良好技术支撑,有效促进了测绘工程效率和质量的提升。为了进一步提升无人机影像处理技术在测绘工程中的应用效果,文章就对无人机影像处理技术的优势进行了分析,并指出了其在测绘工程中的具体应用,以供参考。
        关键词:无人机影像处理;测绘工程;技术应用
        1无人机技术的应用优势
        1.1监测的尺度大
        在测绘工程中,检测范围的缩小有助于提升监测的整体效果,无人机技术可以在小范围内完成精准性高的监测工作。在科学技术水平快速提升的大背景下,无人机技术监测尺度不断扩大,使得工程测绘的范围得到了优化。另外,无人机技术可以进行三维立体监测,获取更加直观的测绘结果。
        1.2安全性和可靠性
        在新时期的快速发展中,科学技术得到了快速发展,无人机技术应运而生。利用遥感系统的无人机已融入很多领域测绘中,利用遥感系统能够针对无人机进行有效控制,计算机技术、图像摄影技术、无人机技术的融合,充分利用无人机进行测量,无须飞行驾驶员、地质科研人员在飞机中进行测量,为测量工作的安全性、可靠性提供了保障[1]。
        1.3高分辨率、多角度的影像
        通常情况下,无人机搭载的数码成像设备普遍是新型、高精度的设备,可以从不同角度完成摄影成像工作,如垂直角度、倾斜角度、水平角度。无人机技术可以在航拍地点,从不同尺度、角度进行拍摄,改善了建筑物遮挡问题,可以获取高精度的测量数据,但传统的测量技术很难实现这一要求。
        1.4数据处理成本低
        与传统的航拍飞机相比,无人机控制系统相对简单,但无人机所需成本却约低于普通航拍飞机的5倍。通常情况下,无人机驾驶员只需要利用遥感系统在地面就能完成操作,无人机驾驶员上岗执照操作相对便利。通常情况下,无人机普遍选择轻质量的碳纤维复合材料,为后期维修、保养工作提供了很大便利。无人机技术属于新兴技术,搭载的影像处理设备相对较好,对硬件配置要求普遍较低,这就使得数据处理费用比普通航拍飞机有所减少。
        2无人机摄影测量技术的应用要点
        2.1无人机航空摄影
        2.1.1航线设计方面
        无人机在进行拍摄的过程中,航线的设计是首要工作。通常,航空摄影中,无人机的航线都是经过分段设计的,以此制定8个平高点位置。为了避免在实际飞行过程中路线差异过大,每段航线应尽量保持在总航线的1/8以内,这样能够保证每一两段航线之内会有一部分重合,这样对于后期测绘数据的衔接会带来一定的便利。
        2.1.2航空摄影
        在实际拍摄的过程中,航线应尽量规划在地表植被覆盖较少的地区,这样能够在一定程度上保证测量的准确性。在选择拍摄环境时,应尽可能避免环境因素的干扰,这样不仅能提高拍摄的清晰度,还能降低二次拍摄的可能,大大节约了时间和人力成本。
        2.2无人机测绘的控点布置
        在用无人机进行像控点测量时,技术人员一般会选择C级和D级的控制点,用这些控制点作为起始点和检测点,并将接收机和网络RTK系统连接起来,用来进行像控点测量。网络RTK流动站通常需要在CORS的范围内进行相关操作,用来进行数据的传输[2]。

在完成数据传输之后,技术人员才能利用流动站设点的方式测量相应参数。一般来说,测量观测的次数不能低于两次,而且相关人员要对每次测量的数据进行严格的审查,确保数据结果满足各项要求。
        3测绘工程测量中无人机遥感技术具体应用方法
        3.1在复杂地区引用无人机遥感技术
        在地质条件较差的目标地区,常规测绘技术难以发挥其应有的作用,测量结果的准确性也难以保证,测绘工程面临着环境恶劣、形势复杂的挑战,采用无人机遥感技术可以很好地解决这些问题。与此同时,无人机还具有非常突出的低空测量能力,能够适应多种测绘需求,不受目标区地形地貌的影响。虽然无人机本身的性能非常突出,但它在复杂环境下的应用还是有一定的难度,所以说我们要注意以下几点。首先,在使用无人机进行复杂条件下的低空测量时,工作人员应采取措施做好无人机的保护工作,以避免无人机意外损坏等问题,确保测绘工程的顺利完成。其次,应用无人机遥感技术进行测量时,工作人员应不断地对无人机系统和设备进行更新,以确保无人机遥感技术始终具有很强的灵活性和适应性。
        3.2测绘数据的有效采集与测绘影像的获取
        测绘工程中的测量工作包含着很多的过程和步骤,而信息采集正是其中必不可少的一步,信息采集的速度,信息采集的准确性等等,都关系到测绘测量工作的最终效果,因此,必须采取措施,提高信息采集的水平。无人机遥感信息采集是提高采集质量的一个有效手段,它不仅可以缩短信息采集时间,而且其采集的数据准确度也比常规方法要高。此外,无人机遥感技术能够在信息采集结束后,根据实际需要对数据进行加密处理,从而保证了地理信息及相关数据的安全,有效避免了常规采集技术中出现的信息泄露问题。另外,通过技术处理和分析,无人机遥感测量技术还可以对某些精度较低的数据信息进行自动过滤和处理,在做好筛选后,将这些数据作为测绘工程的参考,从而保证了测绘工程的整体质量。除数据采集外,无人机遥感技术与测绘工程测量相结合,能有效地获取工程所需的影像资料[3]。为确保测量工作最终准确度,我们在测量开始之前,一般需要从实际测绘目标区域的情况出发,对无人机飞行路线进行调整和设计,以避免出现无人机飞行安全问题,但也有一些特殊情况,如获取的图像可能出现重叠等问题,这显然不利于测量工作的顺利完成,在这种情况下,无人机本身携带的照相设备可以自动调整飞行过程中的镜头焦距,确保获取最清晰的图像,为工作人员提供有力的数据支持。
        3.3无人机拍摄数据的处理
        (1)空三加密技术的应用。空三加密技术主要用来在空中进三角测量,这一技术的应用目的是针对一些野外控制点进行室内加密,进而得到加密点的平面位置和高程的测量方式。空三加密技术保密性好,通常会用来进行模拟空中三角形测量和解析空中三角形测量两种应用。空三加密技术在无人机影像处理的多种技术中是较为重要的一种,并且处理难度也较大。(2)数据预处理技术的应用。数据预处理技术是在得出最后测绘结果之前,由无人机和技术人员对数据进行预处理的一种技术。比如,在对地球物理面积性数据进行观测,并对其进行适当的转换和增强之前,技术人员就需要预先把分布没有规律的测网转化为规则网进行处理,为后续的计算机计算创造便利条件。(3)影响畸形修正的应用。由于无人机影像技术的应用和常规测绘技术存在很多差别,所以,通常无人机都会采用非量测相机,而国内当前在进行大比例尺测绘时,采用的都是单反相机,这样便于相机更好的定焦。不过,误差在所难免。无人机在拍摄时,也会产生畸形等问题,所以技术人员需要对测量进行严格控制。在处理部分剖面的测量数据时,通常需要对图片加以修正。尤其在需要对测绘结果进行多路编辑、重新取样等操作时,实际载人航拍和无人机航拍的差别就会凸显出来。无人机航拍在畸形处理方面会给技术人员带来更多的便利。
        结语
        为了保证测绘行业的可持续发展,技术人员需要引进无人机技术,不仅要明确无人机技术的优势,还需要强化自身的无人机操作技术水平,掌握无人机技术的测绘原理、注意事项,实现无人机技术在测绘中的充分应用,这样才能够获取准确的测绘结果,确保后续工作的有序进行,为测绘行业的持续、稳定发展提供保障。
        参考文献
        [1]张志辉,罗玉凤.无人机遥感技术在测绘工程测量中的应用分析[J].科技风,2019(08):115+122.
        [2]] 潜军伟,毛铭祺,江一帆 . 浅谈无人机遥感技术在测绘工程测量中的应用 [J]. 世界有色金属,2018(22):237-238.
        [3]犹华俊.测绘工程测量中无人机遥感技术的运用[J].工程技术研究,2020,5(02):42-43.
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