摘要：无人机作为无人机航摄系统的飞行平台, 其中影像传感器是任务设备的航空遥感影像的获取系统。通过分析无人机航空摄影测量的技术, 讲述其在大比例尺地形图测绘时的应用。
关键词：无人机;航空摄影;地形图测绘;
摄影测量的初期, 以模拟测量的形式出现在实际工程的测量中, 但是随着科学技术不断的发展。摄影测量技术也逐渐成为数字摄影测量的应用阶段。其中航空摄影测量在现实工程测量的应用中适用范围十分的广泛, 并且还具备测量速度高、测量技术灵活、效率快等优点, 在大多数工程测量和相关领域中都具有一定的应用价值。下文就详细介绍无人机航空摄影测量在大比例尺山区地形测绘中的应用。
1 无人机航空摄影测量的技术
无人机拥有成本低、机动灵活和拍摄范围大等优点, 它的出现, 使影响小面积低空摄影测量的关键问题得到解决, 并且能够迅速、高效的取得高精度低空影像, 令成果更加具备现势性。利用无人机对地籍展开航空摄影测量的工作, 主要包括四方面的内容。即野外像控点的布设和测量、取得测区影像数据、内业空三加密、数字测图四个重要步骤。其中内业空三加密最为关键, 主要输出加密后影像、记录影像大地的坐标和3个角元素文件、DEM数据、主动记录提取特征点的大地坐标文件、经过精确匹配后确定的用于空三平差与相对定向的定向点影像的坐标文件、照片的外方位元素和相机文件空三精度的报告等, 任何影像只要经过空三加密, 就可以直接导入并进行数字测图。通过对全野外数据采集和无人机航空摄影测量成图方法的比较分析得出, 无人机航空摄影测量地物点平面位置间距的中误差满足T D/T 10 01-20 12《地籍调查规程》的相应规范。
2 航空摄影测量技术在地形测量中的运用
2.1 在航空摄像测量中对像片的控制测量
利用航空摄像测量的技术, 对该地区的地形进行测量时, 在像片控制测量方面, 主要目的是把航空拍摄的资料和全球定位导航系统的导航定位信息进行互相结合, 进而利用航空拍摄的资料与地面的测量数据进行关系换算, 达到实现该地区地形的真实地形特征的目的, 必要时, 可以把情况进行反应记录。航空摄像测量在进行的过程中, 运用对像片控制点进行特殊的设置和分布, 再通过导航系统运用有关的测量技术, 实现对像控点控制的测量区域地形进行全面、准确的测量, 在像控点测量过程中, 在进行测量某些外业控制点时, 一定要注意定位操作。通常情况下, 把像控点中外业的控制点, 有必要设置在道路的拐角或斑马线上, 切记一定要将其放在拥有明显的特征和参照物的地点, 在对其进行测量时, 一定要绘制各控制点的点之记, 同时也要绘制他们整体的位置关系, 达到方便以后测量的目的。
2.2 航空摄像测量中的空中三角测量
在航空摄像测量时, 空中三角测量主要是在利用航空数码摄像器材, 对地形进行准确的测量, 人工不需要对航空摄像所拍数码影像的内定向设置进行干预, 因为它能够运用系统设置, 自动的完成相应的计算。在利用航空摄像对地形进行测量时, 要想实现空中三角的测量, 就需要人为的选取连接点, 从而使相对定向顺利的完成。进而完成测量航带的连接、测量模型的连接等, 再利用航空摄像测量中的连接点和像控点的位置进行调试, 进而达到满足此地形航空摄像的测量比例绘制的要求, 从而实现对此地形的准确测绘。
2.3 航空摄像测量时, 立体采编的测量
在通过上述的测量步骤后, 紧接着要对地形情况测绘时的内业立体信息的测量进行统一采编。在利用无人机拍摄测量地形的过程中, 一定要确保采集各线状地形结构和物体线节点数据的准确性。进而提升内业立体采集信息的准确度。但是, 等高线与水涯线一定要用手绘的方法完成采集。在对该区域内的房屋结构信息测量处理时, 一定要找准房屋结构的屋顶边缘部分, 然后再通过外业测量, 对房檐测量的结果进行纠正, 运用自动化直角完成对房屋测量结果的改正。对那些测量不到的部分和位置, 一定要做好相关标记, 方便以后外业进行采集与测量, 进一步确保该地形特征的测量完整。
2.4 外业补测的操作
在运用航空摄像测量技术, 对此地区地形特征进行测量时, 有一些航空摄像测量不到的地形结构、死角或者相当隐蔽的地理位置, 通常要测量人员进行外业补测工作。在外业补测的过程中, 为检查航空拍摄测量结果的准确性, 常常会选取小部分的测量结果与测量绘图的结果进行比较。运用比较找出测量时的错误, 并进行改正, 或是对较隐蔽的或者有一定的测量困难的地形区域, 进行补充测量, 然后对结果进行对比, 找出测量的错误, 并且实施改正, 从而确保测量结果的准确性。
3 无人机应用于地形测量的可行性
因为航空摄影测量已经广泛的应用于地形测量中, 为使地区的测量效率有效的得到提高, 一定要尽可能的发挥出无人机的优越性能。无人机的遥感系统在地形测量过程中具有以下多种优点。
3.1 安全的可靠性
因为地质科研人员和驾驶人员不用在飞机上进行工作, 所以不用考虑飞行时可能会发生人员伤亡的问题。近年来, 我国的无人机都利用遥感系统进行遥控操作, 而且随着计算机及航空技术的快速发展, 令无人机在地形测量能力方面的可靠性取得更大的提升。
3.2 机动的灵活性
因为拥有一定的灵活性, 无人机在没有专用的起降场地时, 也可以正常工作, 并且仅有相当短的升空时间, 较低的运行成本和简易的操作系统, 大大提升无人机的使用率。与有人驾驶的飞机不同, 无人机还拥有按事先预定好的飞行航线进行自动飞行的功能, 而且还会在非常稳定的飞行状态下进行工作, 大大的提高航线和拍摄控制的精度。在通常情况下, 飞行平台的载油量最多是5千克, 持续在空中飞行16 0 0千米, 在空中停留时间达到16小时以上, 然而无人机的飞行高度控制在五十米到一千米, 高度控制的精度是十米, 所以无人机可以一次设定一百多个地形测量的航点。并且无人机在完成设定航点采集的同时, 就能够迅速把新的地面测量的航点上传到无人机, 这样有效的降低无人机降落后再输入数据的情况, 使无人机具备很强的灵活性。
3.3 数据处理费用较低
与有人驾驶的飞机进行比较, 普通巡逻直升机的价格是无人机的飞行平台和控制系统的总价五倍。并且无人机的控制人员要想考取飞行执照也非常的简单, 大大的缩短上岗的时间。高强度的轻质量碳纤维复合材料是无人机的机身材质, 在维修与保养方面显得更加方便。搭载的影像处理设备也具有很好的兼容性, 在数据处理的方面也不需要太高的硬件配置, 成本费用非常低。
3.4 运用高分辨率多角度的影像进行测量
因为无人机内装有高精度的数码成像设备, 拥有倾斜或垂直摄影的技术水平, 平面影像除通过竖直的拍摄获取外, 也能够运用低空飞行, 利用多角度的摄影来取得建筑物多面高分辨率纹理的影像, 此特点有效的解决高层建筑遮挡的问题, 卫星、遥感技术这方面也是不可比拟的。
4 结论
利用航空摄像测量的技术, 完成大比例尺的地形测绘工作, 不但能够准确、高效、快速的完成地形测绘的工作, 而且和传统的地形测绘技术进行比较, 在一定程度上, 也降低测绘成本。但值得重视的是, 航空摄像测量技术也不是所有的大比例尺地形测绘都能运用。
参考文献
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