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无人机在大比例尺地形图测绘中的应用与分析

发表时间：2021/7/23 来源：《建筑科技》2020年12月上作者：莫本名

[导读] 在社会不断发展和进步的背景下，数字化产业在大比例尺地形图测绘中得到普遍应用。无人机在大比例尺地形图测绘中发挥着重要作用，能够有效解决工程中存在的各种问题，提升工程整体效率。

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摘要：在社会不断发展和进步的背景下，数字化产业在大比例尺地形图测绘中得到普遍应用。无人机在大比例尺地形图测绘中发挥着重要作用，能够有效解决工程中存在的各种问题，提升工程整体效率。
关键词：无人机技术；大比例尺地形图测绘；应用探讨
        引言
        在收集地理空间信息数据过程中，大比例尺地形图工程测绘遇到居民区等复杂区域时，不能很好地进行数据收集，有些区域甚至无法检测。人机测绘技术并不存在这种情况，它不仅成本低，而对于小范围的大比例尺地形图测绘也能有效收集数据信息，解决了在大比例尺地图的测绘工作中出现的困难。因此，对于无人机航测的科学使用还需要展开进一步的研究。
        1无人机测量技术
        无人机的系统构造主要有：飞行平台、地面数据站、飞行控制系统等等，相比较于传统的测绘技术，无人机测绘技术具有很多方面的优势。第一是无人机的测绘有着非常强的后续处理能力，并且可以在后续处理的同时根据实际的需求而不断提高数据处理能力。无人机测量技术属于我国高新领域的研究内容，此项技术的提出，完全颠覆了传统测量技术中存在的仅可实现对监测点垂直检测的问题。在使用提出技术进行实际测量工作过程中，可在无人机上搭设多个传感设备与通信设备，因此，在进行数据时，可实现对同一点数据的多维度测量。而使用此种测量方式，更加有利于提供使用者一个直观的观看感受。此项技术不仅可以实现对检测点的精准定位，同时也可以更具时效性的为使用者还原一个真实的地质信息。在无人机测量中，可以设定一个航拍中心，以此中心作为无人机倾斜摄影测量的圆心，以此定位数据。而此项技术提供给测量者的精准定位功能，可将地质环境中多种有机物体进行嵌入式定位，从而使获取的影像、图片等数据信息内容更加丰富，给予使用者更为优越的使用体验，实现了对传统测量技术功能、性能的拓展。
        2无人机航测弊端
        无人机航测技术虽然具有很多的技术优点，但是到目前为止也仍然存在一定的问题。无人机航测的质量的好坏会受到外界的影响，如测量地区的海拔高度、天气情况、拍摄时间和影像是否重叠、航线位置设定等，这些因素都会导致质量结果不理想。相关的测量人员为了避免出现这些问题，要选择适宜的天气，高度要测量好，提前设定航线，且要对摄影航线进行多次测试，选择最佳航线。最后，为了保证无人机航测的质量，相关测量人员必须定期对无人机系统进行检查。
        3无人机在大比例尺地形图测绘中的具体应用
        3.1数据准备
        由于相机及无人机自身影响，未经处理和选择的无人机相片畸变差比较大，无法直接用于空中三角测量及后期模型建立和数字产品生产，数据的预处理主要是通过提供的相机校检报告参数和实际飞行参数的选择来进行畸变差改正。通过加载影像，对影像数据进行双拼处理后，删除航线外的多余影像，将POS数据及控制点坐标的导入工程并保存，查看影像的整体情况并判断飞行质量，通过影像质量数据可对后期数据处理的可行性做出判断，数据处理者判定是否需要进行补飞。通过DPGrid软件生成工程参数，检查重叠度、DEM间隔及所设置的等高距是否满足要求。

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        3.2设置控制点和影像数据的整理分析
        无人机的控制点在整个测绘过程中有着极为重要的作用也是非常重要的环节，在实际的测量过程中，对于高度和天气等因素如果没有合理的设置好，最终对于无人机航测的数据精度产生影响，譬如说用来记录信号的POS系统如果在测绘过程中受到了影响，对于整个无人机的测绘工作都会造成严重的影响。正因为如此，相关的技术人员在无人机测绘之前一定要对于无人机的测控点妥善设置好，确定相关的数量和具体位置，每个控制点之间的距离和精密度也要按照标准和规范来执行，以此来保障数据的准确性。在影响的采集和整理过程中，对于无人机起飞之前的准备工作一定要做好，例如对于无人机的内存卡的运行情况进行检查，保证数据可以正常的被存储卡保存；对于无人机的信号的接受和发射系统进行排查，确保在飞行过程中数据的传输稳定；根据测绘地区的范围来设定好无人机测绘的航线和飞行高度，对于无人机内部影像系统的重叠要注意控制在85%的合理范围。
        3.3建立大比例尺地形图测绘数据3D绘图协议
        在基于无人机倾斜摄影测量技术处理大比例尺地形图测绘数据的基础上，集合大比例尺地形图测绘数据属性要素（包括：测绘勘查区名称、测绘勘查区编号、测绘勘查区面积及测绘重点工作区等），生成支持系统迭代分析的数据格式。分析大比例尺地形图测绘数据属性，制作相应的电子信息表。通过建立大比例尺地形图测绘数据3D绘图协议，实现大比例尺地形图测绘数据电子信息表的空间数据可视化。具体流程为：首先，通过HTML脚本制作Web交互式三维动画，以3D图形的形式渲染大比例尺地形图测绘数据。而后，利用OpenGLES2.0制作大比例尺地形图测绘数据API，允许文档对象模型接口。最后，利用部分Javascript实现大比例尺地形图测绘数据3D绘图自动存储器管理。
        3.4大比例尺地形图的绘制
        绘制大比例尺地形图是测绘工作中最重要的一个环节，也是最后的一道工序。应通过数据计算转换以获得DOM数据，同时将DOM数据输入到ArcGIS等相关软件中，这样就可以在软件中自动完成测区环境要素以及相关构筑物等要素的分层模型构建。之后就可以利用三维模型来对矢量化的影像数据特征以及模型中的地貌信息进行对比分析，从而完成大比例尺地形图的绘制工作。在此过程中要注意，在获取被测区域的高程数据时应综合考虑地貌高程的实测数据以及DSM模型中的高程数据，利用ArcGIS软件对两者进行计算分析后才能生产相应的CAD图纸，并按照DWG格式输出相应的图像，完成大比例尺地形图的全部测绘工作。
        3.5地面端的控制系统和装置
        地面控制基站、空中摄影采集系统等设备是无人机进行航空绘制的主要系统，在建造该系统时，要将地面控制软件、数传模块和与其配套的电脑硬件等设备连接在一起。从实际应用中看，地面控制系统能够向无人机发布指令和执行作业，并能够精确定位和反馈无人机具体的位置。在无人机的具体飞行过程中，工作人员也可以使用地面控制系统计算相关的飞行数据和位置信息，这种系统能够起到实时调整作用。经过多年的发展，无人机控制系统逐步具有了稳定和成熟的操作系统，在飞行中具有很强的安全性，通过对数据的分析与比对，无人机拍摄的稳定性和可靠度都有了很大的提高。
        结语
        随着现代化建设发展不断加快，无人机测绘改进了传统测绘技术中的弊端，更加适应建筑工程测绘中的各项高标准要求。随着信息化技术、自动化技术的进一步发展，无人机测绘将与时俱进，继续完善和提升，以最大限度地满足实际需求，促进社会经济的不断发展。
参考文献
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