無人機在地形測繪工程中的應(yīng)用

李興發(fā)

【摘 ?要】無人機航測技術(shù)和計算機技術(shù)相結(jié)合，可以快速高效生成 4D 數(shù)字化產(chǎn)品。本文主要從無人機應(yīng)用技術(shù)原理及優(yōu)勢角度出發(fā)，闡述了無人機在地形測繪工程應(yīng)用技術(shù)原理，論述了地形測繪工程中無人機應(yīng)用的優(yōu)勢，論述了無人機在地形測繪工程中的應(yīng)用，并從不同角度進(jìn)行詳細(xì)分析，從而為無人機在地形測繪工程中的應(yīng)用研究提供參考。

【關(guān)鍵詞】地形測繪;測繪工程;測繪數(shù)據(jù)

引言

在新時期環(huán)境下，隨著社會經(jīng)濟水平的快速提升，以及科學(xué)技術(shù)的不斷創(chuàng)新與發(fā)展，無人機技術(shù)水平得到有效提升，并廣泛應(yīng)用于不同行業(yè)和領(lǐng)域當(dāng)中，并通過不同的更新和優(yōu)化，結(jié)合航空攝像技術(shù)獲取有效的空中數(shù)據(jù)，在實際應(yīng)用過程中，能夠?qū)嵤?shù)字化地形測繪，并充分發(fā)揮自身作用，獲取高價值的測繪數(shù)據(jù)，從而為地形測繪實實施提供有效數(shù)據(jù)支持。

1無人機在地形測繪工程應(yīng)用技術(shù)原理及優(yōu)勢分析

1.1無人機在地形測繪工程應(yīng)用技術(shù)原理分析

無人機在應(yīng)用過程中主要以UAV無人機測繪系統(tǒng)為主，融入不同的技術(shù)，其中包括視頻影像傳輸處理技術(shù)、無人機遙控遙測技術(shù)以及空中拍攝技術(shù)等，在實施地形測繪時主要依靠機載數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、地面信息處理系統(tǒng)、無人機航攝飛行控制軟件、地面航線設(shè)計應(yīng)用軟件、影像航拍設(shè)備以及無人機設(shè)備，通過操控搭載數(shù)字航測設(shè)備的無人機來實施地形測繪工程的測量，并通過信息處理數(shù)據(jù)系統(tǒng)來有效分析無人機拍攝的測繪數(shù)據(jù)，通過后期的加工處理，確保其滿足相應(yīng)比例尺精度要求，從而有效獲取相應(yīng)的測繪標(biāo)準(zhǔn)地圖產(chǎn)品，為地形測繪工程實施提供有效保障。

1.2無人機在地形測繪工程應(yīng)用優(yōu)勢分析

1.2.1在地形測繪工程實施過程中，無人機具有響應(yīng)能力強的優(yōu)勢，在實施地形測繪時，無人機能夠通過地空飛行來避免受到惡劣天氣的影響，從而獲取有效的測繪數(shù)據(jù)，并以實時數(shù)據(jù)傳輸方式來確保測繪數(shù)據(jù)的精確性和有效性

1.2.2無人機具有及時獲取數(shù)據(jù)的優(yōu)勢，無人機能夠有效轉(zhuǎn)化數(shù)字化圖像，并積極結(jié)合航空測繪和衛(wèi)星遙感技術(shù)，進(jìn)一步促進(jìn)地形測繪的質(zhì)量和精確度。

1.2.3無人機具有靈活性優(yōu)勢，無人機在實際應(yīng)用時通過高數(shù)碼成像設(shè)備來充分發(fā)揮垂直攝像和傾斜攝像功能，即使是非專業(yè)人員在經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)后依舊能夠?qū)嵤┱５臏y繪，在實際應(yīng)用時能夠預(yù)設(shè)飛行路線來進(jìn)行拍攝，從而有效獲取拍攝數(shù)據(jù)[1]。

1.3影響無人機測繪精度的主要因素

1.3.1航攝高度與地面分辨率的關(guān)系

地面分辯率與航高成正比關(guān)系：本次實驗采用的無人機是大疆精靈4Pro，其有效像素為2000萬，采用不同航高對同一測區(qū)進(jìn)行航攝。航高與地面分辨率的關(guān)系相一致;并且航高每升高100m，平均地面分辨率增大約2.5cm;可以推算航高為1000m時，平均地面分辨率為0.25m，如不考慮其它因素的影響，其平面位置誤差可滿足航測規(guī)范中1∶2000地形圖中的平面位置限差要求。

1.3.2地形起伏引起的投影誤差

投影誤差是由地面起伏引起的像點位移，當(dāng)?shù)匦斡衅鸱鼤r，對于高于或低于某一基準(zhǔn)面的地面點，其像點與其在基準(zhǔn)面上垂直投影點的構(gòu)像之間有直線位移，中心攝影在垂直攝影的條件下，地形起伏引起的像點位移，其投影誤差的大小與像點至底點的距離、地形高差成正比，與平臺航高成反比[2]。像點至像底點的距離與航高成反比，因此地形起伏引起的投影誤差，可以通過增加航高來減少。但是低空無人機受多種因素的影響，一般相對航高小于1000m。

2無人機在地形測繪工程中的應(yīng)用分析

2.1無人機像控點布設(shè)在地形測繪工程中的應(yīng)用分析

地形測繪工程在應(yīng)用無人機過程中首先要實施像控點布設(shè)，其中主要涉及兩個環(huán)節(jié)，分別為像片控制點測量和區(qū)域網(wǎng)點布設(shè)，區(qū)域網(wǎng)點布設(shè)要依照平高點劃分航空拍攝路線，通過4條基準(zhǔn)線實施，同時針對旁向航線跨度位置和地形崎嶇位置分別劃分出2條和6條航線，針對一些地形不規(guī)則區(qū)域要補充設(shè)置相應(yīng)的航線。像片控制點測量主要利用GPS控制節(jié)點來實施，級別為D級和E級，從而對檢測點和起算點來實施有效測繪，在實際實施過程中利用控制手薄和接受設(shè)備，并通過網(wǎng)絡(luò)PTK控制系統(tǒng)來實施控點測量，在確保測量工作順利的基礎(chǔ)上充分發(fā)揮該測繪技術(shù)優(yōu)勢[3]。同時，確保CORS網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一基礎(chǔ)上合理設(shè)置網(wǎng)絡(luò)PTK流動站，促進(jìn)無人機與控制終端之間的傳輸質(zhì)量，并且能夠利用流動站對手薄運行參數(shù)進(jìn)行有效測量，并根據(jù)區(qū)域地理坐標(biāo)來設(shè)置高程收斂以及投影參數(shù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊的有效工作。在實際實施過程中要初始化設(shè)置數(shù)碼攝像機無人機，站點的觀測頻率設(shè)置為三次，并在檢測點實施檢測作業(yè)。

2.2無人機空中三角測量模式在地形測繪工程中的應(yīng)用分析

在實施像控測量流動點觀察過程中，通常以三角架對重整齊方式來實施，該模式阿里應(yīng)用通常設(shè)計以下幾個步驟，分別有空中加密三角點測量、空中三角加密點等步驟，前者實施目的是為突出目標(biāo)區(qū)域空地位置，并對標(biāo)識距離實施有效控制，比如無人機航空攝像儀1：1000作為測量比例，則要實施空中三角加密標(biāo)識距離超過1.0mm，后者實施過程中，一旦測量區(qū)域出現(xiàn)河道或山谷，布設(shè)航線要有效控制高度差值，防止出現(xiàn)測量不穩(wěn)定情況，針對一些特殊地形測繪工程，比如地形平坦和坡度較大地形之間的過度，往往要增設(shè)空中三角加密點，添加數(shù)量控制在兩個，在規(guī)劃自由邊緣位置過程中，要在測量線區(qū)域外面來控制空中加密點，在完成空中三角點加密點工作后要實施進(jìn)一步測量工作，測量時主要包括數(shù)據(jù)傳遞、絕對定向確定、相對定向確定、內(nèi)定向確定以及前期準(zhǔn)備工作。其中內(nèi)定向涉及焦距、像素大小、像素值、像素等數(shù)據(jù)，相對定向涉及連接點上下視差以及上下殘差[4]。

2.3無人機補測操作在地形測繪工程中的應(yīng)用分析

在通過無人機實施地形測繪過程中，要加強對測量盲點的重視力度，依照實際測量區(qū)域的范圍和位置來進(jìn)行科學(xué)化設(shè)計和布置，對于存在的測量盲區(qū)，主要獲取的數(shù)據(jù)資料以及無人機測繪來實施分析和對比，確保不會存下測量遺漏區(qū)域，一旦發(fā)現(xiàn)有遺漏區(qū)域要及時進(jìn)行補測，在實施地形測繪工程測量過程中，通過無人機能夠?qū)崿F(xiàn)全民化和整體性的測量，如果發(fā)生漏測等情況，則利用數(shù)據(jù)能夠有效實施補測，從而有效保障整個地形測繪的質(zhì)量和效率，同時，除了采取無人機再次測量的方式以外，還可以通過人工操作方式來實施測量，從而保障整個測量數(shù)據(jù)的完善性和準(zhǔn)確性[5]。同時，針對測量過程中出現(xiàn)的誤差，可以通過無人機來實施補測，從而防止人工因素的影響，依照預(yù)定的參數(shù)和操作模式來實施操作，為整個地形測繪工程實施提供有效保障。

結(jié)束語

綜上所述，無人機在地形測繪工程中的應(yīng)用時，要融入不同的技術(shù)，能夠通過地空飛行來避免受到惡劣天氣的影響，從而給獲取有效的測繪數(shù)據(jù)，并以實時數(shù)據(jù)傳輸方式來確保測繪數(shù)據(jù)的精確性和有效性。結(jié)合航空測繪和衛(wèi)星遙感技術(shù)，進(jìn)一步促進(jìn)地形測繪的質(zhì)量和精確度，為地形發(fā)揮工程實施提供有效的保障。

參考文獻(xiàn)：

[1]王懷寶.基于無人機測繪的地理信息定位技術(shù)[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2018，41（22）：130-132+137.

[2]朱海斌，王妍，李亞梅.基于無人機的露天礦區(qū)測繪研究[J].煤炭工程，2018，50（10）：162-166.

[3]李宗航，于君澤.地形測繪工程中無人機的應(yīng)用研究[J].數(shù)字通信世界，2018（07）：231.

[4]朱慶，韓會鵬，于杰，杜志強，張駿驍，吳晨，沈富強.應(yīng)急測繪無人機資源多目標(biāo)優(yōu)化調(diào)度方法[J].武漢大學(xué)學(xué)報（信息科學(xué)版），2017，42（11）：1608-1615.

[5]李志學(xué)，顏紫科，張曦.無人機測繪數(shù)據(jù)處理關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用探究[J].測繪通報，2017（S1）：36-40.