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无人机航测技术有何特点,主要应用在哪些方面?

时间:2022-08-09 13:57:44来源:中国传动网

导语:​无人机航测是航空摄影测量的一种,主要面向低空遥感领域,具有成本低、快速高效、灵活机动、适用范围广等特点。无人机航测的发展得益于无人机技术及数码相机技术的快速发展,目前主要应用于地形测绘、工程建设、土地资源调查、地质灾害应急处理、城市数字化建设等方面。

  近年来,无人机航测随着无人机技术和数码相机技术的进步而快速发展,是重要的地理信息采集手段,具有作业成本低、工作效率高、测量精度高等特点,极大地提高了地形测绘的准确性及可靠性。

  无人机航测是航空摄影测量的一种,主要面向低空遥感领域,具有成本低、快速高效、灵活机动、适用范围广等特点。无人机航测的发展得益于无人机技术及数码相机技术的快速发展,目前主要应用于地形测绘、工程建设、土地资源调查、地质灾害应急处理、城市数字化建设等方面。

无人机.jpg

  一、无人机航测技术的特点

  1、作业成本低

  传统的人工测量技术主要利用卫星测绘,就同样的测量区域而言,传统的人工测量技术所需要的人员、地形测绘费用大概是无人机航测的10倍,工期则是无人机航测的2倍左右。无人机航测设备使用寿命较长,维护成本较低,需要的工作人员较少,且效率较高,能够有效减少户外测量时间。从各个方面来看,无人机航测较人工测绘都有着明显的优势。同时,由于无人机航测的作业周期短、测绘费用较低,可以提高相关企业的市场综合竞争力,有利于扩大业务量,获得良好的经济效益。

  2、快速高效

  利用无人机航测进行地形测绘时,工作人员可以按照测量区域实际情况设定无人机飞行路线,优化各项设置,合理控制无人机,快速获取测量区域的地理信息数据。由于无人机航测效率较高,现场作业时间较短,获取影像数据时也更加高效便捷,能够及时对测量区域的地理信息数据进行有效的分析和控制,快速高效地完成地形测绘任务,尤其是在大比例尺的地形测绘作业中,降低了测绘技术人员的工作强度,提高了地形测绘的工作效率。

  3、机动性强

  传统测绘现场作业时,其高程点需要人工到位测量,某些区域如地形险峻、河流湍急、湿地等区域,人工测量难以满足测绘作业需求。而无人机具有机动性强、反应迅速等优势,对操作场地和周边气候环境等方面的要求也不高,可以随时随地完成起飞作业任务,并根据现场实际信息接收情况,及时进行补测。当现场工况比较差时,无人机也可灵活暂停作业,等现场工况符合作业条件后再开展后续的地形测绘工作。

  4、成果精度高

  对于人工测量中难以到达的区域,常规测绘作业中常见的测点间隔过大等情况是影响地形成图精度的主要因素,无人机航测可忽略大部分不利环境进行测绘作业,准确获取测量区域地理信息数据。目前的无人机航测设备都配备高清影像设备,在测绘作业中能够快速清晰地获取测量区域的地理信息数据,为地形成图提供高精度的原始资料。同时无人机航测具备高协调性,可结合卫星遥感、航空测绘数据,及时与地面控制系统形成互动,及时修正有误差的影像及数据,保证了地形测绘数据的精度和质量。

无人机.jpg

  二、电力行业无人机航测关键技术

  (一)影像获取技术

  在传统工作模式下,主要是人工开展户外作业。工作人员在现场对电网的铺设场景进行实地勘察,然后结合现场的气候条件,地质条件,获取电网搭建的相关参数。但是电网搭建所涉及到的工作内容较多,对参数的精准度要求较高。

  首先,在人工采集数据的过程中。由于人工技术水平不到位,在数据采集时没有严格按照相关的采集流程,获取数据。以至于在数据获取过程中存在着误差。其次,参数获取质量与设备的精准度息息相关。

  如果设备相对滞后,设备的灵敏度相对较差,那么所获取的参数也会存在着一定的误差。如果在参数获取和计算环节缺乏准确度,那么后续的电网规划、电网铺设位置设计也会缺乏一定的合理性。

  因此电力企业可以借助无人机完成数据参数获取工作,无人机飞行时间较长,测绘的距离相对较远,同时环境适应能力较强,对于一些地形相对复杂的区域,工作人员可以远程操控无人机完成航线参数获取。无人机还能够抓拍相关的影像,为工作人员提供高质量的影像数据。

  借助无人机航拍技术能够有效的避免人为因素对参数获取产生的误差。无人机所获取的参数主要包括航线弯曲度、行高差、重叠度等相关参数,工作人员可以借助这部分参数来绘制影视图像为后续的航线规划,地面控制点布设提供相应的材料支持。

  (二)影像处理技术

  1.图像预处理技术

  无人机之所以能够准确的拍摄锁定的区域,是因为无人机会安装定位设备和多坐标锁定设备。但是在无人机航拍过程中,由于收到人为安装以及外界风力等因素的影响,镜头会出现畸形问题,进而影响到整个图像的稳定度,同时也导致整个图像出现形变问题。因此为了保障图像的稳定性,工作人员需要提前调整无人机的拍摄角度,保证无人机的稳定性,避免无人机在拍摄过程中脱离预先设计的坐标点。

  首先,工作人员要结合实际拍摄需求,规划好行测拍摄路段。无人机拍摄主要是高空拍摄,所以需要连接地面控制点,保证无人机的稳定性。工作人员可以基于规划的拍摄路线图地形图,对无人机的整体拍摄工作进行把控。同时工作人员也要远程监督无人机的飞行状态,记录无人机的飞行参数。如果出现参数异常问题,要及时对无人机进行纠正,避免无人机拍摄路线偏移或者无人机拍摄镜头出现问题。

  其次,虽然无人机航测技术的使用减轻了部分工作人员的航测压力,但是无人机操控的技术性相对较强,因此也需要工作人员提高无人机操作水平,保证无人机前期拍摄图像和质量。在无人机航拍完成之后,工作人员要对拍摄的图像进行检查,如果图像不符合使用要求,要进行重新拍摄。

  2.测绘图像成图技术

  数字化线图、数字高程模型、数字正射影像是测绘图像成图的重要组成内容。不同的图像绘制所需要的数据参数有所差异,数据获取方式也有所不同。在电力行业可以根据图像绘制的不同需求去选择不同的成像内容。数字化线图是展示地形要素的关键图形。工作人员通过数字划线图,不仅能够了解地形中包含哪些因素、各个因素具有哪些属性。同时还能够根据数字划线图明确各个属性之间的空间关系。

  数字化线图既可以是地图中某些特定的符号,也可以是某一个点,某一条线,或者某一个单独的面。数字画线图是比较常用的一种测绘成像图形方式。数字高程模型是以高程数据为基础,对所观测的地形进行数字化模拟。与数字画线图不同,数字高程模型是一种实体的地形模型,工作人员通过数字高程模型能够更直观的了解地形情况和相应的地形数据。数字正射影像在电力行业具有较大的应用优势。

  首先,数字正射影像是通过对数字进行微分纠正和镶嵌的方式来形成正射影像集。工作人员根据电力行业电网铺设的相关需求,然后划定图幅范围。并利用数字正射影像技术对图幅范围进行裁剪,进而而形成影像集。这种影像集具有地图的优势,又具有影像的特征。工作人员通过数字正射影像不仅能够直观的查看地形情况,并且能够精准的获悉图幅范围内的各项参数和相应的几何数据。

  三、当前无人机航测存在的不足

  无人机航测技术与地理信息技术结合后获得了快速发展,其优点不言而喻,但同时也存在一定的不足。例如多旋翼无人机总体质量较小,高空风力会对无人机航测作业产生不利影响,造成其飞行不够平稳,导致最终获取的影像数据的清晰度降低;另外无人机设备传感器发展仍存在一定的缺陷,精度不够高,因而影响了航测数据的精准性;同时电子通信技术也是影响无人机航测精度的因素之一。为了提高无人机航测数据的准确性和可靠性,还必须科学规范地开展航测工作。

  四、无人机航测的技术应用

  数字正射影像

  数字正射影像(DOM)是利用数字高程模型对扫描处理的数字化的航空像片、遥感影像,经逐个象元进行投影差改正,再按影像镶嵌,根据图幅范围剪裁生成的影像数据。DOM可以作为地图分析背景控制信息,也能够从中提取自然资源和社会经济发展的历史信息或新信息,为防治灾害和公共设施建设规划等应用提供可靠依据;此外,还能从中提取和衍生新的信息,实现地图的修测更新。作为评价其它数据的参考,它在精度、现势性以及完整性等方面的表现都很良好。

  地图测绘

  根据地形图精度的要求,调整好无人机拍摄的比例尺、分辨率和重叠率等。在出正射影像图后,可利用成图软件先在内业进行判图(也就是矢量化),再到实地检查正确性,进行整个图纸的控制测绘以确定整个地形图的坐标系统,通过制图软件实现如地图制图、地图编辑、地图分析等功能。

  数字线划地图

  数字线划地图(DLG)是一种更为方便的放大、漫游、查询、检查、量测、叠加地图。由于数字划线地图数据量小,便于分层,能快速生成专题地图,也被称为矢量专题信息。此数据能满足地理信息系统进行各种空间分析的要求,随机进行数据选取和显示,与其他几种产品叠加,便于分析、决策。

  文章来源:李振豪DDD,成都远石Farstein,你得到了所,

标签: 无人机

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