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摘要:随着经济的快速发展,基础设施建设工程量也不断增加,对工程测绘的要求也越来越高。无人机遥感测绘技术是航空遥感技术的新技术,因其灵活性好、操作简单,在工程建设、应急事件处理、环境检测等方面应用越来越广泛。因此文章在简要阐述无人机遥感测绘技术现状及优势特点的基础之上,重点就其在工程测绘中的应用进行了详细探讨。
关键词:无人机遥感测绘技术;工程测绘;应用
无人机遥感技术指的是利用先进科学技术,即遥感传感器技术、GPS差分定位技术、无人驾驶飞行器技术、遥测遥控技术、遥感应用技术、通讯技术,自动、智能、专用化的实现多种空间遥感信息,例如,获取自然环境信息、地震灾区信息、国土资源等,并且能够完成遥感数据的建模、处理、应用分析等。目前无人机遥感技术已经被广泛应用到实际测量工作中,将会成为未来主要的遥感技术应用之一。
一、无人机遥感技术的发展现状
无人机技术又称为无人机航测遥感技术,是通过利用无线电设备来控制飞行器,来快速的获取信息的技术。无人机技术主要是有无人飞行器平台、分辨率较高的数码传感器、GPS导航定位系统以及数据处理系统几部分构成的,是将计算机、GPS、和信息通讯及据处理技术相融合的高新技术。传统的地面测绘信息的采集主要是依靠卫星或载人飞机来获取,但信息采集的成本偏高、受天气条件限制大、更新速度慢等限制了在测绘方面的应用。相比之下,无人机遥感技术成本低廉、操作简单、成像清晰、周期短等优点,这些优点弥补了传统的测绘信息采集手段的不足和缺陷。目前,我国的无人机技术研究取得了重大进展,已被很多国家引进。
二、无人机遥感技术的优势
(一)安全性和可靠性
近年科学技术突飞猛进,无人机遥感技术由此诞生。利用遥感系统的无人机已经参与多项研究,通过遥感能够很好的控制无人机,计算机技术与图像摄影技术以及无人机遥感技术相结合,能够很好的利用无人机进行测量工作,无人机不需要飞行驾驶员与地质科研人员在飞机上进行测量工作,从而提高了测量工作的安全性与可靠性。
(二)机动灵活性
无人机相比于普通的航拍飞机而言,其体型更加娇小,升空的时间更短,不需要专门的升降起跑场地就可以快速升空,并且正常运行。因此,无人机的机动性和灵活性较好。随着科学技术的进步,遥感操作系统快速发展,无人机遥感技术的运营成本也在逐渐降低,其操作较为简单、运营成本降低,利用率随着科学技术的进步得到了进一步的提升。通常情况下,在进行测量前会先给无人机制定出其在测量时的飞行路线,在进行测量时,无人机能够根据设定好的路线自动飞行。因其稳定性较好,不仅能够进行高强度的航拍工作,还能够提高航拍的准确性与精准度。在无人机飞行用油的情况上,由于无人机并不需要载人,因此,在耗油量相同的情况下,无人机与普通的航拍飞机相比能够飞得更远、时间更长。无人机能够高度精准地控制在10m,因此,无人机能够一次性设定一百多个航点进行地形测量工作,并且能够不间断地进行地形测量与航拍工作。由于无人机与计算机技术相结合,并且与地面采用实时的网络连接,从而能够将采集到的数据瞬间传输到地面,工作人员能够及时对传回的数据进行处理,而普通的航拍飞机必须要等到飞机降落后才能将测量的数据带回,无人机能够提高数据处理的效率,其灵活性是不言而喻的。
无人机的控制系统相比于普通的航拍飞机较为简单,无人机的造价要低于普通的航拍飞机的5倍左右。由于无人机驾驶员只需在地面通过遥感系统来进行操作,因此无人机驾驶员的上岗执照的获取较为简单,使得驾驶员的上岗时间缩短。无人机通常采用的材料都是轻质量的碳纤维复合材料,其后期的维修、保养也较为简单便捷。由于无人机遥感技术是一种新型的技术,并且其搭载的影像处理设备相对较好,其数据处理的硬件配置要求相对较低,从而使得其数据的处理费用相比于普通的航拍飞机要减少许多。
(四)高分辨率、多角度的影像
无人机搭载的数码成像设备都是一些新型、高精度的设备,能够从多个方向进行摄影成像,例如从垂直角度、倾斜角度和水平角度等。无人机在进行测量时,能够在航拍地点从多个尺度与角度进行拍摄,解决了建筑物的遮挡问题,从而使得测量的精度更高,而传统的单一角度拍摄很难做到这一点。
三、无人机遥感技术在工程测绘中的应用
(一)测绘影像资料的获取
无人机遥感技术在进行测量测绘时,首先要选择合适的飞行平台,飞行平台要根据地形地貌的特点进行适当的选择。与传统的影像获取手段不同,无人机的飞行旋偏角大而像幅小,因此,在获取影像资料时,可以采用空中三角的测量技术,空中三角技术通过对拍摄进行纠正和修复,可以有效的防止拍摄中的漏洞。此外,无人机遥感技术在进行测绘影像资料的获取时,可通过采用曝光延迟拍摄补偿、转弯缓冲、飞行姿态控制等技术来实现。
(二)进行测绘数据的采集
无人机在进行测绘数据信息的采集时,主要是运用自动加手动技术相结合,通过二者的结合,将不合格的测绘数据和信息进行清除,提高信息的有效性和准确性。同时,根据测量的数据和结果,通过单一模型定向操作。无人机遥感技术在进行定向操作时,要针对航行的路线进行定向分析,通过数据分析来确定航线是否正常,是否发生了弯曲,从而对航线进行操作,确保航线的精确度。
(三)无人机拍摄数据的处理
跟传统的数据采集的方式不同,无人机对数据的处理在数码影像的排列上不上规则的,因为无人机的飞行角度问题,俯仰角和旋偏角较大,影像堆叠度对比增大,这就导致容易产生影像变形的问题。为了得到高质量的影像,无人机搭载的数码相机一般都是变焦镜头。为此,可先对变焦镜头进行标定,再对标定结果进行分析,寻找不同焦段上相机内参数及畸变参数与焦距之间的内在关系,从而得到变焦相机快速标定和畸变改正的方法,就能充分利用相机的变焦功能,从而提升无人机的工作效率。
(四)低空作业中无人机遥感技术的应用
在山体较高,无人机起降条件不稳定或云层较低,视线不好的情况下,使用无人机进行低空航拍遥感技术,不仅可以更快、更高效的获取影像资料,可以大大显现无人机遥感技术的优势。同时,进行低空无人机遥感测绘,可以广泛应用于城市建设、资源环境检测、应急事故救灾等工作。无人机遥感技术在低空作业中的应用越来越广泛和重要。比如当前研制成功的“无人飞艇低空航测系统”的应用,这种系统通过创新自检校、自稳定功能的组合特宽角低空数码相机系统,利用特殊设计的像片重叠关系和检校软件,有效纠正因轻薄机械形变引起的误差。并通过利用边缘视场补偿相机姿态角偏旋提高精度的方法,大大减轻了成像系统的整体重量。与传统的信息采集技术相比,在自动化方面的要求上无人机的要求更高,无人飞艇低空航测技术利用专门的数据处理软件,大大提升了无人机的自动化水平,从而明显提高了影像处理的清晰度和分辨度。
总之,随着无人机轻便灵活、操作简便等优势的显现,无人机被越来越广泛的应用于城市建设、水土保持监测、防汛抗旱、应急突发事件等方面,技术也在不断提高和成熟。因此,应在工程测绘中广泛应用无人机遥感技术,来大大提高工程测绘的精度,获取更清晰、质量更高的影像信息。
参考文献
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