低空无人机遥感在水利工程测绘中的应用研究

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  摘要:在社会经济发展以及现代农业发展过程中,水利项目发挥了决定性作用,水利事业在今后也会进入更加迅速的发展阶段。作为创新水利建设的数字化技术低空无人机遥感,其对于项目勘测、设计和验收等发挥了决定性作用。迫切需要对其开展深入研究,进一步减轻操作人员工作压力,减少建设项目投入成本。
  关键词:低空无人机要高;水利工程;测绘
  经济的迅速发展,科技的不断进步,有效融合了无缝测图和非量测相机等,一定程度缩短了低空无人机航程,降低了载重,强化其操作稳定性。特别是在激烈的市场经济环境中,为了可以占据竞争优势,需要对低空无人机遥感应用强化分析。只有提升产品的附加值,才可以减少成本投入。
  一、技术特点
  初期主要是在军事上运用无人机,之后逐步在侦查作战、民用方面广泛应用。随着飞快发展的计算机信息技术,以及全方位研发和应用先进化的高精度、重量轻的传感器,相应提高了这一设备的整体性能,有效拓展了应用范围。
  (1)这一技术的空中平台为无人机,采取专业的照相机和无线传输视频技术对有关数据全面搜集,并且借助计算机对图像实施处理,结合具体要求准确制作图像[1]。
  (2)在无人机应用的基础上,可以结合不同需求确定类型不同的遥感平台,更加方便实现转场和起降等相关操作。
  (3)改装以后的无人机利用CCD数字照相机开展航拍操作,得到数字格式的影像,还可以选择视频无线传输技术设置彩色,进一步获得稳定的遥感数据。
  (4)无人机不能获得较高的飞行高度,得到的遥感影像获得极高的分辨率。在较小的空间尺度上可以全面观察地表变化情况,并且做好尺寸比例较大的制图。另外,航片形成分辨率较高的影响还可以对卫星拍摄过程中出现的盲区、云量大等问题有效解决。
  二、数据处理过程
  (一)无人机飞行平台
  这是一种无人驾驶飞行器的平台,借助无线电遥控设备或者是计算机机载程控系统实现全方位的控制,与高分辨率小型数码相机进行搭载。利用惯性卫星导航技术、无线电通信技术完成低空飞行任务,迅速获得地面影像数据。
  (二)非量测相机
  设备自身存在着一定的局限性。所以,其仅能在普通的数码相机中应用,而这种相机与专业相机之间的差异:第一,相机内部存在着无法确定的方位元素,缺少充足的稳定性;第二,镜头更加容易发生畸形现象,直接降低了准确度;第三,相机与镜头之间无法形成较强的粘连度,在运输程序中极易引发颠簸状况等[2]。
  三、具体应用
  (一)应用试验范围
  本文选择的应用试验集中在某一河道,将水利项目作为研究区域,河道采取T字型,这一区域地势相对平坦,在河流沿线分布着军民,地表建筑物十分密集复杂。
  (二)操作流程
  這一操作流程近似于航空拍摄程序,其中包括了低空航拍、迅速拼图、立体测绘等。此外,由于无人机与之前的飞行控制,搭载相机方面存在着不同,直接造成在数据校正、控制测量等方面也出现了差异。
  (三)航线规划
  按照水利项目测试区域、形状和成图尺寸需要,科学设计航拍参数。一般状况下,相对航空重叠度较大。出现这一现象的原因是为了避免减少飞行过程中侧风带来的影响,由于姿态不够稳定导致的航拍不足,并导致业内无法制定测图。比如项目河道成图比例尺寸是1:3000,设计分辨率是5cm,重叠航向度设计为90%,设置旁向重叠度为50%。
  当准备好全部工作以后,机组有关人员必须选择一个优良的天气,之后对航拍设备进行严格检查,确保设备以最佳的状态进行工作,直到获得最佳的能见度要求[3]。
  (四)迅速拼接和测量影像
  相较于传统利用的航测操作,像控测量方法存在着显著的区别,具体表现为无人机影像不能提供较大的像幅,数量较多,同时大多数都属于应急性测量,无法利用冲印相片开展操作。另外,在测量区域内存在着大量的特征点,因此在这一区域可以平均分散像控点,形成鲜明的色彩,准确在照片中分辨。
  当检测得到影像质量以后,要是与有关规定相符,则需要使用畸变预处理,全部影响都拥有与其相对应的数据,通过这一数据对测量区域内部的影像实施拼接。针对像控点来讲,一般在航向重叠6片区域内进行安置,若地区存在着特殊性,则需要获得4片。若每个区域之间距离相对较近,则必须拥有公共像控点,而这部分点必须拥有十分清晰的影像。
  在完成设计操作以后,需要在影像拼接过程中彰显需要检测的像控点。之后,再输入这部分点,利用导航功能设计线路,促使像控点成功实现无纸化测量操作,如此一来可以减轻操作人员的工作压力。
  (五)空中三角测
  空三加密是指利用摄影测量方法对既定范围内的全部影像外方位元素积极明确,这也是最关键的步骤。诚然,对于传统的三角测量方法来讲,无人机空三出现了一些不足,首先,篇幅相对不大,拥有大规模数据量;其次,飞行过程中缺乏较强的稳定性;最后,容易被气候因素所影响。
  无人机空三操作难点具体表现为数据量较大、像幅偏小,成倍激增工作量;由于缺少稳定的飞行姿态,极有可能获得较大的影像旋偏角度,造成配置影像以及提取连接点操作失败;由于风向带来的影响,造成航带邻近之间发生较大的旋偏角以及不统一的影像对应关系,迫切需要手动对方向实施调节,反之容易发生不能通过自由网平差的现象,阻碍了迅速拼接的工作。
  (六)精良的制作分析
  在全数字摄影测量操作中立体测图包括了精算空三的结果,通过核线和定位搜集工作以后,结合国家地图符号的有关要求,整体选择地貌信息。
  同时,为了对测图的精准度有效检验,在本次操作中,综合对无投影差地物特性进行了应用[4]。诚然,由于本次实验整体需要开展实测,所以,在高程精度方面无法实施任何评判。
  四、结束语
  通过综合分析可知,低空无人机遥感在建设水利项目中属于一项全新工艺,不管是在项目设计还是操作等过程中都可以发挥最佳的效果。
  参考文献:
  [1]金伟,葛宏立,杜华强.无人机遥感发展与应用概况[J].遥感信息,2015(11):88-92.
  [2]王青山.简述无人机在遥感技术中的应用[J].测绘与空间地理信息,2016(3):168.
  [3]孙锋.建议将无人机技术应用于我国防汛工作中[J].中国水利,2016(7):60-60.
  [4]王新,陈武,汪荣胜.浅论低空无人机遥感技术在水利相关领域中的应用前景[J].浙江水利科技:2015(6):27-29.
  (作者身份证号:320924199210014810)
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