無人機技術在測繪工程的應用

時間:2022-12-03 04:24:10

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無人機技術在測繪工程的應用

【摘要】隨著社會的發(fā)展,測繪工程取得了很大的進步,無人機技術在很多領域得到了廣泛應用。基于此,論文主要介紹了無人機技術的應用優(yōu)勢,分析了無人機技術的發(fā)展現(xiàn)狀,結(jié)合實例總結(jié)了無人機技術在測繪工程中的應用。

【關鍵詞】無人機技術;測繪工程;應用

1引言

現(xiàn)階段,我國科學技術水平得到了很大的提升,無人機技術屬于新興測量技術,現(xiàn)已在現(xiàn)代測繪領域得到了廣泛應用。在無人機技術的應用過程中,可以利用搭載的各項遙感設備獲取更多的影像資料,采集各項數(shù)據(jù)信息,完成各種環(huán)境下的測量測繪任務,有效地改善了傳統(tǒng)測繪技術中存在的不足。除此之外,在建筑行業(yè)的快速發(fā)展中,無人機技術也將得到進一步的推廣和應用,為各個領域的發(fā)展提供技術支持。

2無人機技術的應用優(yōu)勢

2.1監(jiān)測的尺度大。在測繪工程中,檢測范圍的縮小有助于提升監(jiān)測的整體效果,無人機技術可以在小范圍內(nèi)完成精準性高的監(jiān)測工作。在科學技術水平快速提升的大背景下,無人機技術監(jiān)測尺度不斷擴大,使得工程測繪的范圍得到了優(yōu)化[1]。另外,無人機技術可以進行三維立體監(jiān)測,獲取更加直觀的測繪結(jié)果。2.2安全性和可靠性。在新時期的快速發(fā)展中,科學技術得到了快速發(fā)展,無人機技術應運而生。利用遙感系統(tǒng)的無人機已融入很多領域測繪中,利用遙感系統(tǒng)能夠針對無人機進行有效控制,計算機技術、圖像攝影技術、無人機技術的融合,充分利用無人機進行測量,無須飛行駕駛員、地質(zhì)科研人員在飛機中進行測量,為測量工作的安全性、可靠性提供了保障。2.3高分辨率、多角度的影像。通常情況下,無人機搭載的數(shù)碼成像設備普遍是新型、高精度的設備,可以從不同角度完成攝影成像工作,如垂直角度、傾斜角度、水平角度。無人機技術可以在航拍地點,從不同尺度、角度進行拍攝,改善了建筑物遮擋問題,可以獲取高精度的測量數(shù)據(jù),但傳統(tǒng)的測量技術很難實現(xiàn)這一要求。2.4數(shù)據(jù)處理成本低。與傳統(tǒng)的航拍飛機相比,無人機控制系統(tǒng)相對簡單,但無人機所需成本卻約低于普通航拍飛機的5倍。通常情況下,無人機駕駛員只需要利用遙感系統(tǒng)在地面就能完成操作,無人機駕駛員上崗執(zhí)照操作相對便利。通常情況下,無人機普遍選擇輕質(zhì)量的碳纖維復合材料,為后期維修、保養(yǎng)工作提供了很大便利。無人機技術屬于新興技術,搭載的影像處理設備相對較好,對硬件配置要求普遍較低,這就使得數(shù)據(jù)處理費用比普通航拍飛機有所減少。

3無人機技術的發(fā)展現(xiàn)狀

無人機技術主要是利用各種無線設備針對飛行器進行控制,獲取更多的信息資料。無人機技術的主要內(nèi)容是無人機飛行器平臺設備、高分辨率的數(shù)碼傳感器設備、GPS定位系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理分析系統(tǒng)[2]。無人機技術將計算機技術、GPS技術、信息通信技術、數(shù)據(jù)分析處理技術進行了融合,改變了傳統(tǒng)地面測繪信息采集中遇到的問題,現(xiàn)已在很多領域得到了推廣和應用。

4無人機技術在測繪工程中的應用

4.1測繪工程實例。某公路勘察項目位于西北地區(qū),測區(qū)范圍約35km2,航攝利用GPS輔助空中三角級數(shù)的航空攝影,并使用無人機搭載高分辨率的數(shù)碼相機進行拍攝,獲取真彩數(shù)碼航片,測繪成果主要是1∶2000正射影像圖(DOM)、1∶2000數(shù)字線畫圖(DLG)、高精度的點云數(shù)據(jù)(DEM)。為了確保航攝范圍滿足技術要求,需要根據(jù)無人機航程,將測區(qū)分成15個架次飛行,各個架次可以覆蓋3km2,整體飛行面積已超出攝區(qū)面積。4.2應用實踐。4.2.1無人機航攝準備。在現(xiàn)代化社會的發(fā)展中,無人機普遍是小型設備,其承載能力具有一定的局限性。為了提高無人機飛行過程中的拍攝效果,無人機需要搭載小型、輕便的設備儀器,尤其在無人機中搭載拍攝設備的過程中,常用的設備有激光掃描儀、CCD數(shù)碼相機以及輕型光學相機。除此之外,無人機中還需要搭載相應的計算機設備,有效地處理、保存各項拍攝數(shù)據(jù)。4.2.2無人機外業(yè)采集流程。首先,在無人機技術測繪準備階段,必須明確下列技術要求:(1)成圖比例是1∶2000;(2)航向重疊是70%~90%,旁向重疊為70%~90%,攝區(qū)邊界南北覆蓋必須在像幅的30%以上,航線收尾位置需要根據(jù)超出攝區(qū)所在圖幅邊界外設置1條基線,架次間重疊保證在5條基線以上;(3)為了滿足公路勘察項目設計、勘測要求,需要提高高程精度,使用大比例尺外業(yè)作業(yè)模式,其比例高于1∶1000;(4)相片地面分辨率是0.075m,最大要控制在0.12m。其次,技術人員需要明確航高,在使用數(shù)碼微單相機拍攝的過程中,相機焦距是15mm,影像地面分辨率是0.064m,數(shù)字航空攝影地面分辨率直接關系著飛行高度,通過計算得到地面分辨率是0.075m,無人機需要飛行到250m的相對航高進行拍攝,確保航攝精度滿足要求。最后,在無人機外業(yè)測繪過程中,技術人員需要明確技術要求、航高,根據(jù)重疊率使用專業(yè)軟件設計飛行航線,航線設計內(nèi)容主要是飛行路線、定點拍照位置,技術人員還需要將設計航線輸入無人機自動駕駛系統(tǒng)中,利用GPS進行導航,根據(jù)設計航線飛行,并在固定位置拍照?,F(xiàn)階段,數(shù)碼相機在不斷普及,現(xiàn)代航測軟件算法有所更新,與傳統(tǒng)的航測系統(tǒng)相比,無人機照相系統(tǒng)不需要云臺進行輔助,在后期處理過程中可以糾正相片。并且,在地面位置布設相應的像控點,每張航片必須有3個以上的像控點,最終獲取的數(shù)據(jù)主要是航片、對應航片位置信息、像控點的三維坐標。4.2.3數(shù)據(jù)處理。在該公路勘察項目測繪中,技術人員需要利用無人機獲取更多的數(shù)據(jù)資料,嚴格按照相關步驟要求進行,數(shù)據(jù)處理流程如圖1所示[3]。

5結(jié)語

為了保證測繪行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展,技術人員需要引進無人機技術,不僅要明確無人機技術的優(yōu)勢,還需要強化自身的無人機操作技術水平,掌握無人機技術的測繪原理、注意事項,實現(xiàn)無人機技術在測繪中的充分應用,這樣才能夠獲取準確的測繪結(jié)果,確保后續(xù)工作的有序進行,為測繪行業(yè)的持續(xù)、穩(wěn)定發(fā)展提供保障。

【參考文獻】

【1】段云飛,楊躍文,阿茹娜.無人機遙感技術在測繪工程中的有效應用[J].工程建設與設計,2020(4):252-253.

【2】江世會.無人機測繪技術在建筑工程測量中的應用分析[J].電子測試,2019(12):122-123.

【3】白國鋒,周子冬.淺析無人機遙感技術在測繪工程測量中的應用[J].城市建設理論研究(電子版),2018(33):95.

作者:聶建偉 單位:北京市建筑工程研究院有限責任公司