无人机航测技术在测绘地理信息中的应用与前景

无人机航测技术在测绘地理信息中的应用与前景

中国建筑材料工业地质勘查中心河北总队河北省保定市071051

摘要:测绘地理信息作为测绘行业新的发展,越来越能够代表测绘行业的方向,在生产生活总,起到的作用越来越明显。无人机航测技术的发展,为测绘地理信息产业,高效、快速、准确的提供了最可靠获取基础数据的技术手段。本人旨在简要的讨论无人机航测技术在测绘地理信息中的应用与前景。

关键词:无人机;航测;测绘地理信息

1测绘地理信息的概念

人类社会发展建设离不开测绘,伴随着人类发展的脚步,计算机软硬件技术的飞速发展,使得传统测绘行业融入了新的概念。地图学与地图制图、传统测绘学、GNSS技术、误差理论与平差基础、地理信息系统、遥感与航测、工程测绘、地籍测绘、地理信息工程等以往多个学科融合到一起,发展成为了一门新的行业,测绘地理信息。

2无人机航测技术的发展

2.1无人机航测技术

无人机航测技术即利用先进的无人驾驶飞行器技术、遥感传感器技术、遥测遥控技术、通讯技术、GPS差分定位技术和遥感应用技术,能够实现自动化、智能化、专用化快速获取国土资源、自然环境、地震灾区等空间遥感信息,且完成遥感数据处理、建模和应用分析的应用技术。无人机遥感系统由于具有机动、快速、经济等优势,已经成为世界各国争相研究的热点课题,现已逐步从研究开发发展到实际应用阶段,成为未来的主要航空遥感技术之一。

2.2无人机航测技术的发展

无人机最早出现在20世界初,最初应用范围主要是在军事上,后来逐渐用于作战、侦察及民用遥感飞行平台。20世纪80年代以来,随着计算机技术、通讯技术的迅速发展以及各种数字化、重量轻、体积小、探测精度高的新型传感器的不断面世,无人机的性能不断提高,应用范围和应用领域迅速拓展。世界范围内的各种用途、各种性能指标的无人机的类型已达数百种之多。续航时间从一小时延长到几十个小时,任务载荷从几公斤到几百公斤,这为长时间、大范围的遥感监测提供了保障,也为搭载多种传感器和执行多种任务创造了有利条件。

无人机航测技术以低速无人驾驶飞机为空中遥感平台,用彩色、黑白、红外、摄像技术拍摄空中影像数据;并用计算机对图像信息加工处理。全系统在设计和最优化组合方面具有突出的特点,是集成了遥感、遥控、遥测技术与计算机技术的新型应用技术。为测绘地理信息多个方面提供了多样的数据产品。

3无人机航测技术在测绘地理信息中的应用

3.1为传统测绘行业提供多种测绘产品与基础数据

无人机航测技术的产品特点是直观、信息量大、产品输出效率高、成本低等。其4D产品及三维模型广泛应用于各个方面,在地图制图、电子地图与导航、底图制作等专业大量应用。

3.2在大比例尺地形图测绘中的应用

无人机航测技术近年来逐步突破了传统航测精度的限制,结合相控技术,已经能够满足1:500、1:1000、1:2000等大比例尺地形图精度要求。各地均有成功的案例。其所生产的正射影像、三维模型为大比例尺地形图测绘提供了良好的影像数据。

过去进行测绘作业,需要大量进行地面人工打点才能获取高精度正射影像。不但费时费力,其合理性还高度依赖于作业员的经验,甚至当地信号、交通、地理地形等条件。在工期和成本紧张的情况下,测绘工作人员往往只能尽量减少控制点的使用量,这就对最终成果的精度产生潜在的威胁。当前无人机航测技术大大减少了外业工作量,提高了测绘效率和质量。效率提高了几倍甚至是10倍以上。

3.3地籍图测绘的新手段

计算机硬件及软件的发展,地表三维建模技术得到了飞速的发展,处理极大的数据量对我们来说已经不再是问题。地表三维模型为三维测图提供了必要数据。

吉林省长春市建立的三维地籍系统在地籍管理应用中通过三维空间数据采集、成图、建库等一系列地籍管理的创新手段,展示了三维地籍技术在现代化城市地籍管理中的新特性新功能。该系统具有三维浏览、空间测量、日照分析、通视分析、断面分析等多个功能。

3.4其它多个测绘领域凸显出重要地位

在国土二调、三调,农村土地三权发证项目、国情普查项目以及数字地理空降框架建设等项目中,无人机的作用无可替代。其丰富精确、机动灵活、高效节约等突出特点为项目提供了有力保障。

3.5与地理信息产业及相关行业协同发展

地理信息是地理数据所蕴含和表达的地理含义,是与地理环境要素有关的物质的数量、质量、性质、分布特征、联系和规律的数字、文字、图像和图形等的总称。地理信息产业即与地理信息相关的产业。

随着无人机航测技术、计算机技术的发展,地理信息作为大数据时代中的一员,其作用越来越重要和明显。进入新世纪初以来,我国地理信息产业有了极大的发展和进步。逐步形成了由若干个地理信息产业龙头企业和一批充满活力的中小型企业,形成涵盖装备制造、软件研发、系统集成和地理信息获取、处理、服务和应用的完整产业链。其它相关行业如规划设计、国情监测、国土安全等各行业也有了新的手段。

4无人机航测技术的应用前景

无人气象飞机可装载遥感设备对温度、湿度、气压、风速、风向和电场等气象参数进行测量。目前,这方面的研究已取得大量成果,美国、澳大利亚、法国、中国等相继研制了气象遥感系统。

在灾害预报、监测与评估中,灾害勘查与救援人员往往受制于灾区环境风险,导致一时无法安全抵近的问题,而航测遥感无疑是一种快速部署、零伤亡的灾情获取技术手段。灾害遥感监测作为遥感监测的一部分,很好地弥补了卫星遥感、航空遥感等对地观测精度、时效和频度上的不足,健全了对地观测技术在灾害中的应用。

近年来,我国周边海域、海岛礁等海洋国土与资源纷争不断,国家海洋局的公务活动处于复杂多变的环境中。许多重点海域(如钓鱼岛、南海、黄海等)和项目(春晓油田等)亟需进行多频次、高精度的监视监测,但仅靠海监执法船和有人驾驶飞机、卫星难以实现人员安全、效费平衡和不间断监视。因此,国家海洋局实施了“国家海域动态监视监测管理系统”的研究与建设。

无人机在测绘领域受到重视,是从应急救灾中开始的。无论是汶川地震、玉树地震,还是舟曲泥石流、安康水灾,测绘无人机都在第一时间到达了现场,并充分发挥机动灵活的特点,获取灾区的影像数据,为救灾部署和灾后重建工作的开展,都起到了重要作用。

随着城镇测绘数字化的发展,航测无人机三维建模技术在数字城市、电子地图方面也应用广泛。

相比较传统的测绘手段,无人机测绘能够凭借其机动灵活等特点,在国土测绘领域发挥重要作用。通过快速获取测绘无人机航摄数据,能够快速掌握测区的详细情况,应用于国土资源动态监测与调查、土地利用和覆盖图更新、土地利用动态变化监测、特征信息分析等,高分辨率的航空影像还可应用于区域规划等。

还有其它国土资源勘查、矿山整治、环保监测等各个方面等应用,这里就不再一一赘述。

5小结

1、无人机航测技术发展推动了传统测绘行业的发展,注入了新鲜血液。

2、广泛应用于测绘地理信息行业各个领域,起到了无可替代的作用。

3、在其他领域也应用广泛,同时推动了相关行业的发展。

4、在多个领域已得到应用和行业认可。

5、大数据时代测绘地理信息其基础作用越来越重要,逐步成为人们生活、工作、国家安全等十分重要的一部分。

参考文献

[1]三维测绘在地籍管理中的应用陶冶

[2]无人机航测技术在基层测绘工作中的应用张阳范大猛

[3]无人机航测技术应用研究

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