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摘 要:近些年我国的测绘技术得到了快速发展,无人机航测技术起着关键的作用,能够克服传统测绘技术费时费力、精度低的缺点。由于无人机航测技术具有成本低、高效灵活性的优势,广泛的应用于国情监测、城市规划等领域。但是无人机航测过程很容易被一些外界因素所干扰,进而使成图精度降低,需要在具体应用中严格控制这些因素,提高其成图的精度。本文从无人机航测技术的特点、飞行控制等方面论述了影响其成图精度的主要因素,并提出相应的对策。
关键词:无人机;航测;成图精度;影响因素
0引言
无人机遥感技术是根据远程遥控设备和机载操控系统的不载人飞行器。经过多年的发展,逐步得到了较为普遍的应用,但总体而言,其发展水平还不成熟,需要在应用过程中逐步加以技术改进,提升其应用的实际效果[1]。它的质量较轻、成本低、机动灵活,使得其逐步克服与改变了传统测绘技术的弊端[2]。无人机航测成图精度受到多种因素的影响,需要在应用中严格控制这些影响因素,对工程建设提供重要的指导与借鉴。近年来,随着信息化建设和科学技术的不断发展,无人机的研究发展在总体设计、飞行控制、图像传输、信息对抗与反对抗、发射回收、生产制造等技术领域都有了长足的进步,并达到了实际应用水平[3]。
1 无人机航测系统
1.1 无人机航测系统的特点
操作简单,系统易用性强。无人机是全天候作业的小型航测系统,系统易用性强,可单人操作。设置好任务程序后即可自动完成起飞、航摄、降落等步骤,真正实现全自动安全使用。无人机一般抗风能力大于5级,具有一定的防水能力,可随时获取相应测区的高分辨率影像[4]。
机动快速的响应能力。一般无人机航拍数据获取都在低空飞行,降低了对天气条件的要求;无人机航测遥感系统升空飞行准备时间短、操作简单、运输便利,车载系统可迅速到达任务区附近设站;起飞降落时受场地限制较小,如道路、操场等较开阔的平坦地面均可起降,实现机动快速的响应能力[5]。
高分辨率图像和高精度定位数据获取能力。无人机能够获取超高分辨率数字影像和高精度定位数据;还可根据特殊监测目标搭载各种波段传感器进行多角度拍摄;可采集地面分辨率大于5 cm的影像,平面精度能够达到1个像素[6-8]。
飞行成本低廉。无人机低空航拍影像获取价格低、成本小、数据获取周期短、现势性强。
1.2 无人机数据的采集
无人机在进行航测时,一般要选择能见度较好的时间段来进行,在测绘过程中,要严格确定起飞、降落位置、进行相关设备的检查与调试,提高航测的精确性。在无人机按照预先规定的路线完成测量任务以后,需要在该系统内导出影像与相关的数据,从而根据导出的信息检测影像的分辨率、航拍漏洞、重叠率等相关参数是否符合工程测量的基本要求,如果单张影像的测量参数符合基本的要求,则可进行后续像控点的测量;随后,当测量完成以后,系统要将获得的数据在数据处理模块进行内业数据处理,提高测量结果的应用价值[9]。
2 成图精度的影响因素
2.1无人机航测高度
无人机航测高度是影响成图精度的重要因素,高度直接与无人机航测中影像的像素有着紧密的关系,且高度的上下变化还与影像相幅的大小存在直接的联系。通常情况下,无人机飞行过程中,高度是一个从低到高的过程,而影像获取过程中,像素的数值是一个从大到小
的过程。与此同时,图像精度逐步降低,这就要求在无人机航测过程中,相关人员要充分考虑无人机测量区域的地形情况,科学确定无人机飞行的高度,提高测量成图的精度。
2.2 像控点的设置
无人机航测成图过程中,像控点的设置与成图精度有着紧密的关系。具体来说,像控点布置的科学性可以提高成图的精度,从而对工程实践提供重要的指导价值,反之,如果像控点位置布置不科学,会造成成图精度降低,影响工程建设的顺利进行。在实际的测量过程中,航测要至少布置5个像控点;如果无人机航测过程中,测量区域的地形地质较为复杂,地形变化较大、植被覆盖较高,这些情况会遮盖像控点的布置,从而使得无人机在航测过程中,飞机覆盖程度不足,出现翘曲,导致无人机获得的数据与影像存在问题,精度不足,从而影响了测量的整体情况,面对这种情况,应该增加像控点,进行科学的布置。
2.3 航测图像质量因素
无人机航测过程中,气象情况、无人机本身的设计结构等是影响航测图像质量的重要因素,会直接影响成图的精度,导致测量结果对工程建设的意义不大。气象因素主要是极端天气,比如暴雨、风雪、大风大雾等情况下,会对航测质量产生影响。当风速较大时,会直接
影响无人机的正常飞行,使得其正常测量受到影响。大风天气下无人机如果在进行航测任务时,平稳飞行难以实现,使得航测的图像发生扭曲现象,从而直接影响成图的精度。
3 无人机航测成像技术的应用
随着无人机航测技术的快速发展,无人机航测逐步被应用到各个领域,促进了各个领域的发展。比如该技术在土地整治、城市规划建设与农村土地调查中的应用,提高了这些工作的效率与质量,取得了较好的效果。
3.1 地质环境治理
无人机航测改变了传统的地质环境治理方式,能够提高治理的效率与质量,依托于先进的技术,可以实现对地质环境测量情况的分析,实时获得治理的效果,充分迎合了地质环境治理的初衷。无人机航测技术的应用,可以依据具体的环境污染情况与治理目标,无人机航测可以及时获得相关的信息,随后利用数据通讯与处理模块,进行数据的整合,从而为相关人员提供重要的参考,促进地质环境治理的顺利进行。
3.2 水利及道路工程规划
在水利与道路工程规划中,需要用到详细的地质水文勘察资料等相关数据,而无人机航测可以获得详细的资料,避免对工程建设产生不利影响。可以根据航测获得的信息进行工程规划的调整,促进建设与规划方案的优化,及时根据获得的信息,加强工程建设部门的沟通与协调,对工程进行动态监测,有利于提高水利与道路工程规划的工程效益。
3.3土地调查工作
无人机航测技术在农村土地调查中也得到了较为普遍的应用,无人机航测技术通过对农村土地的动态监测,在一定程度上可以避免违法违规情况。当无人机在接收到相关的操作指令以后,其中的公众服务平台可以根据这些指令进行相关的操作,实现航测规划,并且充分利用航线的精细化设计,从而提高航测目标与任务的专业性,最终绘制成为电子版图像数据,促进农村土地调查工作的顺利开展。
4 结束语
随着科技的发展,无人机航测技术以其诸多的优点而逐渐被应用到测绘工作中,使测绘工作方式发生了重大变化,但与此同时在航测成图时也面临着许多问题,比如受到强风以及强气流影响,导致飞行不稳定,造成测图定向点和立体模型套合差大、接边精度不够。因此,这就需要科技工作者及一线测绘人员不断探索,勇于创新,对航测技术进行不断完善,使航测成图更加符合不断发展的行业要求,在更多的领域得到广泛应用。
参考文献:
[1]汪思梦. 无人机航测数据处理与发布展示系统研究[D].昆明理工大学,2016.
[2]谢梅秀,陶丹丹. 无人机航测技术在矿山地形图测绘中的应用[J]. 世界有色金属,2019(20):45-46.
[3]南智勇. 淺析无人机航测在国土资源测绘中的应用[J]. 华北自然资源,2020(04):102-104.
[4]张利杰. 无人机航测技术在基层测绘工作中的应用分析[J]. 中国设备工程,2020(18):116-118.
[5]景瑞. 无人机航测技术在工程测量中的应用[J]. 华北自然资源,2020(05):85-86.
[6]史汉新. 无人机航测技术在基础测绘中的应用探讨[J]. 江西建材,2020(09):53-54.
[7]张文博. 无人机航测技术在土地综合整治中的应用研究[D].长沙理工大学,2013.
[8]肖俊,曾瑞栋. 无人机航测技术在矿山测绘中的应用研究[J]. 世界有色金属,2019(17):17-18.
[9]赵大华. 无人机航测技术及其应用分析[J]. 住宅与房地产,2020(30):255-256.
关键词:无人机;航测;成图精度;影响因素
0引言
无人机遥感技术是根据远程遥控设备和机载操控系统的不载人飞行器。经过多年的发展,逐步得到了较为普遍的应用,但总体而言,其发展水平还不成熟,需要在应用过程中逐步加以技术改进,提升其应用的实际效果[1]。它的质量较轻、成本低、机动灵活,使得其逐步克服与改变了传统测绘技术的弊端[2]。无人机航测成图精度受到多种因素的影响,需要在应用中严格控制这些影响因素,对工程建设提供重要的指导与借鉴。近年来,随着信息化建设和科学技术的不断发展,无人机的研究发展在总体设计、飞行控制、图像传输、信息对抗与反对抗、发射回收、生产制造等技术领域都有了长足的进步,并达到了实际应用水平[3]。
1 无人机航测系统
1.1 无人机航测系统的特点
操作简单,系统易用性强。无人机是全天候作业的小型航测系统,系统易用性强,可单人操作。设置好任务程序后即可自动完成起飞、航摄、降落等步骤,真正实现全自动安全使用。无人机一般抗风能力大于5级,具有一定的防水能力,可随时获取相应测区的高分辨率影像[4]。
机动快速的响应能力。一般无人机航拍数据获取都在低空飞行,降低了对天气条件的要求;无人机航测遥感系统升空飞行准备时间短、操作简单、运输便利,车载系统可迅速到达任务区附近设站;起飞降落时受场地限制较小,如道路、操场等较开阔的平坦地面均可起降,实现机动快速的响应能力[5]。
高分辨率图像和高精度定位数据获取能力。无人机能够获取超高分辨率数字影像和高精度定位数据;还可根据特殊监测目标搭载各种波段传感器进行多角度拍摄;可采集地面分辨率大于5 cm的影像,平面精度能够达到1个像素[6-8]。
飞行成本低廉。无人机低空航拍影像获取价格低、成本小、数据获取周期短、现势性强。
1.2 无人机数据的采集
无人机在进行航测时,一般要选择能见度较好的时间段来进行,在测绘过程中,要严格确定起飞、降落位置、进行相关设备的检查与调试,提高航测的精确性。在无人机按照预先规定的路线完成测量任务以后,需要在该系统内导出影像与相关的数据,从而根据导出的信息检测影像的分辨率、航拍漏洞、重叠率等相关参数是否符合工程测量的基本要求,如果单张影像的测量参数符合基本的要求,则可进行后续像控点的测量;随后,当测量完成以后,系统要将获得的数据在数据处理模块进行内业数据处理,提高测量结果的应用价值[9]。
2 成图精度的影响因素
2.1无人机航测高度
无人机航测高度是影响成图精度的重要因素,高度直接与无人机航测中影像的像素有着紧密的关系,且高度的上下变化还与影像相幅的大小存在直接的联系。通常情况下,无人机飞行过程中,高度是一个从低到高的过程,而影像获取过程中,像素的数值是一个从大到小
的过程。与此同时,图像精度逐步降低,这就要求在无人机航测过程中,相关人员要充分考虑无人机测量区域的地形情况,科学确定无人机飞行的高度,提高测量成图的精度。
2.2 像控点的设置
无人机航测成图过程中,像控点的设置与成图精度有着紧密的关系。具体来说,像控点布置的科学性可以提高成图的精度,从而对工程实践提供重要的指导价值,反之,如果像控点位置布置不科学,会造成成图精度降低,影响工程建设的顺利进行。在实际的测量过程中,航测要至少布置5个像控点;如果无人机航测过程中,测量区域的地形地质较为复杂,地形变化较大、植被覆盖较高,这些情况会遮盖像控点的布置,从而使得无人机在航测过程中,飞机覆盖程度不足,出现翘曲,导致无人机获得的数据与影像存在问题,精度不足,从而影响了测量的整体情况,面对这种情况,应该增加像控点,进行科学的布置。
2.3 航测图像质量因素
无人机航测过程中,气象情况、无人机本身的设计结构等是影响航测图像质量的重要因素,会直接影响成图的精度,导致测量结果对工程建设的意义不大。气象因素主要是极端天气,比如暴雨、风雪、大风大雾等情况下,会对航测质量产生影响。当风速较大时,会直接
影响无人机的正常飞行,使得其正常测量受到影响。大风天气下无人机如果在进行航测任务时,平稳飞行难以实现,使得航测的图像发生扭曲现象,从而直接影响成图的精度。
3 无人机航测成像技术的应用
随着无人机航测技术的快速发展,无人机航测逐步被应用到各个领域,促进了各个领域的发展。比如该技术在土地整治、城市规划建设与农村土地调查中的应用,提高了这些工作的效率与质量,取得了较好的效果。
3.1 地质环境治理
无人机航测改变了传统的地质环境治理方式,能够提高治理的效率与质量,依托于先进的技术,可以实现对地质环境测量情况的分析,实时获得治理的效果,充分迎合了地质环境治理的初衷。无人机航测技术的应用,可以依据具体的环境污染情况与治理目标,无人机航测可以及时获得相关的信息,随后利用数据通讯与处理模块,进行数据的整合,从而为相关人员提供重要的参考,促进地质环境治理的顺利进行。
3.2 水利及道路工程规划
在水利与道路工程规划中,需要用到详细的地质水文勘察资料等相关数据,而无人机航测可以获得详细的资料,避免对工程建设产生不利影响。可以根据航测获得的信息进行工程规划的调整,促进建设与规划方案的优化,及时根据获得的信息,加强工程建设部门的沟通与协调,对工程进行动态监测,有利于提高水利与道路工程规划的工程效益。
3.3土地调查工作
无人机航测技术在农村土地调查中也得到了较为普遍的应用,无人机航测技术通过对农村土地的动态监测,在一定程度上可以避免违法违规情况。当无人机在接收到相关的操作指令以后,其中的公众服务平台可以根据这些指令进行相关的操作,实现航测规划,并且充分利用航线的精细化设计,从而提高航测目标与任务的专业性,最终绘制成为电子版图像数据,促进农村土地调查工作的顺利开展。
4 结束语
随着科技的发展,无人机航测技术以其诸多的优点而逐渐被应用到测绘工作中,使测绘工作方式发生了重大变化,但与此同时在航测成图时也面临着许多问题,比如受到强风以及强气流影响,导致飞行不稳定,造成测图定向点和立体模型套合差大、接边精度不够。因此,这就需要科技工作者及一线测绘人员不断探索,勇于创新,对航测技术进行不断完善,使航测成图更加符合不断发展的行业要求,在更多的领域得到广泛应用。
参考文献:
[1]汪思梦. 无人机航测数据处理与发布展示系统研究[D].昆明理工大学,2016.
[2]谢梅秀,陶丹丹. 无人机航测技术在矿山地形图测绘中的应用[J]. 世界有色金属,2019(20):45-46.
[3]南智勇. 淺析无人机航测在国土资源测绘中的应用[J]. 华北自然资源,2020(04):102-104.
[4]张利杰. 无人机航测技术在基层测绘工作中的应用分析[J]. 中国设备工程,2020(18):116-118.
[5]景瑞. 无人机航测技术在工程测量中的应用[J]. 华北自然资源,2020(05):85-86.
[6]史汉新. 无人机航测技术在基础测绘中的应用探讨[J]. 江西建材,2020(09):53-54.
[7]张文博. 无人机航测技术在土地综合整治中的应用研究[D].长沙理工大学,2013.
[8]肖俊,曾瑞栋. 无人机航测技术在矿山测绘中的应用研究[J]. 世界有色金属,2019(17):17-18.
[9]赵大华. 无人机航测技术及其应用分析[J]. 住宅与房地产,2020(30):255-256.