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测绘工程中的无人机运用研究

2019/09/26 阅读:

摘要:无人机在测绘工程领域中的应用,给地形图测量提供了便利的条件,为此研究测绘工程中无人机的运用。对于测绘工程而言,无人机技术中的动态监测功能,可以帮助测绘工程掌握各地资源分布情况和变化趋势,实现了信息采集、数据反馈和图像处理的功能,可以提高测绘工程的监测效率,增强测绘工程的可控性,扩大测绘工程范围,具有不可替代的作用。

关键词:测绘工程;无人机遥感技术;地理环境;低空测绘

无人机技术应用的领域比较小,主要应用在军事领域,在20世纪80年代后,计算机进入了发展阶段,各种重量轻和精准度高的传感器随着社会时代的进步相继问世,带动了无人机遥感技术的发展。随着无人机性能不断提升,所应用的领域也被不断的扩大,从军事领域在到民用领域,在一定程度上促进了社会的发展。在新一轮的研发中除了改变无人机的精度和体积之外,还在续航和载重负荷上有了突破性的发展。无人机在测绘工程领域中的应用,给地形图测量提供了便利的条件。现阶段全球各个领域对无人机的使用比较广泛,尤其在地理信息的采用上,成为低空遥感的一个重要方向,无人机可以完成低空遥感的模式,迅速获取各种地理信息。比如,在地形图测量的过程中利用无人机平台,搭载了一台高清的航空数码相机对各地区的地理环境进行拍摄,运用无人机技术进行有效性的导航,凭借其超高速和激动灵活的特性,在低空1000m进行作业,根据以往的调查显示,无人机技术已经被应用到各个领域。比如在应急救灾的时候,可以处理突发性的事件,具有监测效率高和信息处理速度快的特点[1]。

1提高地形图测量的效率

在地形图测量中无人机相比传统的航拍飞机而言,具有体型小,升空时间短的特点,在运行的过程中不需要专门的跑道就可以完成测绘,无人机的机动性和灵活性较好,随着社会时代的发展科学技术的进步,无人机遥感技术的运营成本越来越低,在操作上比较简单,通常情况下,在工程测绘中会事先制定飞行的路线,而无人机只需要设定好路线就可以自动飞行,其稳定性较好,不仅可以进行高强度的航拍工作,还可以提高航拍的准确性和精准性。采用此种方式获得的航测数据和姿态信息,是未经算法和各种滤波得到的完整真实数据,能快速够获取低空0.05m~0.5m高分辨率影像,对后期数据处理提供了充分的保障,后期团队专业的空间数据处理经验和高质量专业拼图软件,在此基础上完成1:500地形图测量。在飞行用油上,无人机相比传统的航拍飞机飞行时间更长,可以一次性的完成多个航点的地形测绘,同时还可以完成航拍工作。无人机与计算机技术的结合能够为测绘工程提供有力的数据,在地面测绘时可以实时的将采集的数据传输到地面,这样技术人员就可以及时的处理数据。传统的航拍飞机只有在降落时才能将采集的数据交给技术人员,可见,无人机在处理信息速度上有较大的优势。既能提高数据处理的效率,还能提升信息处理的速度[2]。无人机的控制系统在造价上要比普通的航拍飞机低于4倍不止,只需要技术人员在地面进行操作即可。在操作技术上需要工作员有较强的专业素质,在获取执照上比较简单,可以有效缩短驾驶员的上岗时间。通常在无人机制造上会采用轻质量的碳纤维复合材料,在后期维修和保养上比较便捷。无人机遥感技术是一种新型的技术,所搭载的影像处理设备性能较好,对硬件设备的要求较低,在数据处理上比普通航拍飞机要少很多。从监测效率上来看,测绘工程的环境较差,在处理突发事件的过程中可以提升监测质量和水平。

2增强地形图测量的可控性

无人机遥感系统能够充分发挥自身价值推动各个行业的发展。该技术的使用性较高,在测绘工作中可以解决很多技术和环境的问题,独特的主干系统在数字化城市的建设中显得尤为重要,具有不可替代的作用。当在一些特殊的环境下作业时,经常会受当地环境的阻碍无法完成航空拍摄,比如,受到高山的阻碍,无法实现正常的起降,这时可以应用无人机独特的航拍效果,无论在任何地形都可以轻松的完成航空拍摄工作,不仅可以提升测绘的效果,还可以精确的收集高空影像,是一种有效的监测技术。无人机技术中的动态监测功能,可以帮助测绘工程掌握国土资源数量和质量以及分布情况,开发商可以根据各地的变化趋势进行合理的开发和应用,在一定程度上可以增强测绘工程的可控性。在测绘工程中会按照一般的规定对矿产资源进行划分,地形图测量资源属于不可再生的物质,在开采的过程中如果不对周围的生态环境采取保护措施,就会出现资源浪费,被胡乱开采的情况。现阶段我国对于地形图测量资源开采方面已经采取了一定的保护措施,制定了相关的监管制度约束地形图测量资源胡乱开采的现象。无人机遥感技术的应用可以增强测绘工程的可控性,对地形图测量资源进行有效的保护。让地形图测量开采更合理更高效。在测绘工程中经常会采用低空测绘系统,如下所示;图1是无人机低空测绘系统,传统的航拍飞机在低空作业时是无法搭载精度较高的传感器,获取一些高精度的影像。这样的测绘技术水平在一定程度上增加了测绘工程的难度,同时也无法达到测绘图的绘制要求。进而,为了满足绘制的需求,在研发的过程中找到一种适合无人机搭载的传感器。在进行作业时需要按照预先设定的航电和重迭度进行测绘。此外,在起降和抗风性能上也有新的提高,在测绘工程的自然环境比较恶劣的山区环境时,对无人机的起降性能要求较高,如果山区环境无法满足起降的条件,就会造成无人机损坏,甚至无法找到能够支撑大型无人机起飞的场地和条件。进而在进行测绘时会采用小型的无人机避免测绘时的不利因素。小型无人机的飞行高度较低,会受风力的影响,在测绘的准确性和精准度上会存在误差,为了提高无人机的抗风性,会增加无人机的重量。这样在数据测绘上就需要工作人员采用补点的方式进行测绘控制,确保数据测绘的准确性。

3扩大地形图测量的范围

测绘的地理环境比较复杂,采用常规的方法是无法获取周围的基本信息,为了克服这一困难,获取精准的地理环境信息。利用无人机将采集的信息进行筛选,方便后续的处理和调查。在设计时,需要多参考测绘地点的现状,对实地进行考察,利用测绘技术详细的了解周围的生态环境。无人机遥感技术能够扩大测绘工程的范围,掌握周围地形的状态,帮助技术人员测绘真实有效的图纸。在复杂的地理环境中,可以获取地物影像,采集信息,应用科学的处理方式提高测绘工程的效率,获取更多有价值的数据信息,为项目开展提供有效的参考依据。无人机在技术工程测量中的应用是需要满足了《低空数字航空摄影测量内业规范》CH/Z3003-20101:500、1:1000、1:2000大比例尺成图精度要求。在测绘的过程中需要根据测量主体,转换采集方式扩大测绘工程的范围。主要分为两种,一种是手动采集,另一种是自动加密部分,当采用手动采集时需要应用计算机的运程控制技术,让工作人员根据实际的需求操控无人机,选择所需的信息数据。自动加密是指在将手机的数据自动存储到机器中,保证数据的安全性。对测绘工程而言,监测效率是非常重要的,比如,在发生紧急事件时,为了降低事件所造成的影响,就会采用无人机获取超高分辨率数字影像和高精度定位数据,生成三维正射影像图和三维景观模型等二维、三维可视化数据,帮助技术人员完成测量,改善处理效果。

4结语

在测绘工程中无人机技术起着较大的支撑作用,需要技术人员加以重视,使测绘工程得到有效的保障。无人机技术在中国不断建设和发展的过程中展现了独特的优势和特性,相关部门应该大力发展无人机技术。无人机在获取信息数据方面具有实时性,信息处理速度快的特点,所带来的经济效益是非常可观的。在研发的过程中需要事先做好市场调研,了解各行各业的需求,发挥其独特的优势和特性。希望本次的研究能够为测绘工程中无人机的运用提供有利的依据。

参考文献

[1]聂利兵.无人机在测绘工程中的运用解析[J].环球人文地理,2017.23(7).2311-2365.

[2]丁轶男.无人机影像处理技术在测绘工程中的应用[J].城市地理,2017.22(10).1234-1254.

作者:廖立军 单位:佛山市测绘地理信息研究院

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