无人机摄影测量的发展与应用

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   摘要:近几年来,我国的经济发展水平在不断提高,国内的各项事业也都取得了众多成就,越来越多的新技术应用到了传统的行业中,深刻的改变着作业的效率、质量等方面。当前无人机技术逐渐发展,为人们的生产和生活带来了极大的便利。另一方面,我国的航空摄影测量行业也在迅速发展,但是在具体的测量中还存在一些问题,经过行业不断地发展无人机技术在航空摄影测量中得到进一步应用,推动我国的现代化进程。
   关键词:无人机摄影测量;应用
  
   从现阶段发展而言,测绘技术的应用越来越广,为我国的经济持续进步奠定了良好的保障。这其中,无人机摄影测量不但具有较强的操作性和响应速度,而且产品种类十分丰富,因此能够有效完成测绘工程测量的基本工作。
   一、无人机摄影测量概述
   无人机摄影测量系统简单的说就是使用油动或是电动的无人飞机携带高清相机在空中对所测物体连续拍照,获取高重合度的影响照片的一套设备。传统无人机摄影测量系统是仅仅只能获得垂直地面向下的影响,以无人驾驶飞机作为平台,以机载遥感设备获取影像信息,用计算机对图像信息进行处理,并按照一定精度要求制作成图像。而近些年发展的倾斜摄影技术其颠覆了传统无人机摄影技术生成的正射影像只能从垂直角度拍摄的局限,其通过在统一飞行平台上搭载多台相机,同事从一个垂直、四个倾斜等五个不同的角度采集影像,将用户引入了符合人眼视觉的真实值观世界。在小面积、大比例尺数字化地形测量技术服务中,无人机与载人飞机相比,它不但具有体积小、重量轻、反应快、造价低、使用方便等优势,而且无人机系统操作也非常简单,不受空域管制的影响,能够快速到达检测区,进行飞行、成像,极大地提高了工作效率。
   二、测量技术的应用要点
   1.无人机航空摄影
   (1)航线设计方面
   无人机在实际拍摄的时候,其具体航线设计需要采用分段设计的方式,以此制定8个平高点位置。为了防止在实际操作时出现区域差过大的情况,尽可能将其控制在1/8的范围内,以此保证测量区域中会有一部分完全重叠,以此对后期的测量工作带来便利。
   (2)航空摄影方面
   在实际拍摄的时候,尽可能选择一些地表植物覆盖量相对较少的地形,亦或者选择一些完全不受覆盖影响的地形。实际拍摄尽可能不要在一些条件较差的环境中进行,以此提升拍摄的清晰度和準确度。不仅如此,还需要根据实际拍摄地形的差异性,根据具体情况调整太阳高度角。
   2.无人机摄影测量的控点布置
   像控点的测量通常选用C级以及D级的控制点作为起始点以及检测点,并将接收机与网络RTK系统进行连接,以此展开像控点的测量工作。网络RTK流动站往往需要在CORS的范围内进行操作,以此进行相应的数据传输工作。再利用流动站设点的方式对具体参数予以测量。通常而言,测量观测的次数至少要2次,对于每次获得的数据内容都需要进行严格审查,以此确保其满足具体规定的需要。
   3.无人机摄影数据的处理
   (1)比例调整
   和影像坐标不同,相机坐标的测量往往需要提前利用影像畸变差进行调整。具体参数往往包括主点坐标、对称参数、非对称参数以及正比例系数。
   (2)DEM数据匹配
   DEM是获取影像的高程内容,依靠对模型投影的方式,便可以完成DOM操作。根据当前情况而言,现如今應用最广的便是PG软件,以此对该环节中的问题进行处理。该软件可以进行数据采集,以此匹配各种不同的DEM数据,以此保证测区中的DEM点全部都能满足地面本身的特性。
   三、无人机摄影测量技术在行业中的应用简介
   无人机摄影测量技术目前主要应用领域是地形测绘、不动产、国情普查、古建数字化等测绘领域,同时对于城市规划、古建保护、工程、水利等多个行业起到了很大的辅助作用。
   1.在地形、地籍测量中的应用
   根据现有无人机航测技术的精度指标已经可以达到地面像素精度1CM左右,对应的平面精度可以实现5CM以内,高程在10CM以内,对于地形、地籍测绘来说此精度已经完全可以满足1:500比例尺的测绘要求。从作业效率来说,速度比传统测绘也大幅度的提高,在山地、水域、房屋密集区域、地形复杂区域可以充分发挥出无人机航测的效率优势。同时还实现了某种程度上的质检功能,比方通过航测地面影像或模型与地形图进行叠加比较可以快速的查找到漏测、错测的地物要素,保证了数据的准确性。
   2.在古建保护中应用
   在以往的古建保护中,建筑物的尺寸、色彩都是通过皮尺、相机等进行记录,遇到高大建筑物还需要搭脚手架接近被测量物体,在效率、安全性、数据的完整性上面均有较大的缺陷。通过无人机航测中的倾斜摄影方式对测区进行测绘可以快速建立真实场景的三维模型,具有量测功能、同时也有真实物体的纹理,便于判读,且十分有利于数字化存档。在屋檐下方无人机难以航拍到的地方可以通过人工补拍、三维激光扫描仪等其他工作进行协同处理,在DPmodle等修模软件的支持下可以实现无死角的三维数据,为文物保护领域提供了准确的档案依据。
   3.无人机摄影测量技术在地质灾害中的应用
   一旦发生地质灾害,通过无人机摄影测量技术可以对地质灾害形成的原因进行分析,通过遥感、地面调查等方式进行地质灾害资料内容的获取,明确区域中的水文、气象、岩层等相关资料,分析地质的危险性,划分灾害的类别,为灾害的防治提供对应的方法,观察地质灾害的动力活动或者地质的异常变化情况。无人机按照固定的线路飞行,从多角度获取影像,从而能够观测到更加清晰、分辨率更高的影像类型,对灾害位置进行定位,形成真实的三维立体模型。通过无人机的倾斜摄影与测量技术的结合,从多个角度进行影像数据的采集。
   四、结语
   无人机航摄系统的推广应用是国家测绘地理信息局提升我国测绘技术装备水平的重要内容之一。作为传统航空摄影测量手段的有力补充,无人机航摄系统的应用不仅能够大幅提升测绘应急保障服务能力,而且在构建数字中国、监测地理国情、重构建筑结构、提升社会管理效能等方面也发挥了积极作用。
   参考文献:
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   [2]文超.无人机航摄系统的推广及无人机航空加密摄影测量编辑技术[J].自动化与仪器仪表,2018(8).
   [3]张莞玲.无人机低空摄影测量系统的应用[J].工程技术研究,2017(4).
   (作者单位:阜阳市测绘院有限责任公司)
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