低空无人机航测在大比例尺地形测绘中的应用研究

2022-01-13 13:17姚磊
科技信息·学术版 2022年2期
关键词:低空测绘作业

姚磊

摘要:为了解决大比例尺地形测量困难性过高、工作效率低下的问题,本篇文章选取低空无人机航测系统为主要分析对象,对其在大比例尺地形测量中的现实应用开展深入分析,首先介绍了低空无人机控制系统的组成和特点、低空无人机航测系统的特点,然后详细介绍了低空无人机航测系统在大比例尺地形图生产过程中的操作步骤,希望给有关技术人员提供参考。

关键词:低空无人机;航测技术;大比例尺;地形测绘图

在现代化的进程中,有必要依靠科学的力量,低空无人机测绘系统在大比例尺地形图测绘中的应用逐渐成为一项重要的工作内容。基于其传感系统更精确的特点,可以为中国测绘行业提供很大的帮助,不仅可以应用于城市建设,同时也可以有效地成为应急救援工作中的重要工具。结合时代发展的特点,将低空无人机测绘系统应用于大比例尺地形测绘,可以有效缓解我国应急测绘的需求,从而有效提高实际测绘工作的效率,这也是中国逐步数字化发展的重要表现之一。

一、低空无人机飞行控制系统的组成和特点

无人机航测系统是控制无人机进行低空测绘的核心内容。主要通过接收GPS信号定位来调整无人机的实际位置,了解无人机在运行中的高度和速度,接收地面控制系统发送的指令,使无人机按照既定的计划航路飞行。

(一)地面控制系统。低空无人机航测前,需要利用地面控制系统制定相应的飞行路线,在实际飞行过程中,地面控制系统可以用来采集无人机飞行过程中的各种信息。地面控制系统中的图像显示可以实时显示区域内的飞行轨迹、飞行参数和电子地图,结合实际情况,通过地面控制改变无人机在空中的飞行轨迹,修改导航路线和目标位置,实时监控无人机的飞行状态。

(二)航空影像。低空无人机航测系统中使用的成像工具可以使用单反相机、数字航拍相机等日常生活中常用的设备,并根据需要测图的地形和角度,结合实际情况选择相应的图像传输设备。

(三)数据处理软件。该组件的实际功能是根据无人机飞行过程中记录的数据,通过图像处理模式对导航航迹进行定位,进一步进行空对空加密工作,并在后续工作中制作数字地面模型,从而绘制该区域的整体地形图。

(四)飞行控制器也是无人机遥感控制系统的核心。控制系统利用GPS等导航位置信号等信息估算无人机的定位、时速和高度等,并接受由地面传送的遥控信号,以便于全面管理无人驾驶飞机的自动控制,并按照预设航路自主行驶。

(五)地面站系统应在无人机飞行之前先规划好任务航线,同时,地面站点的管控程序还能够在航行阶段中,即时展现出航行范围内的电气信息子地图、飞机姿态等相关信息。同时,针对现场作业区域的实际状况,无人机操纵员还能够利用系统调整航点和目标航点,以监测飞机状况。

二、低空无人机航测系统的特点

(一)灵活性高。低空无人机航测技术所用设备小,实际单体体积可由普通车辆运输,使用过程中操作流程相对简单,无人机起降场地需求量低,在大多數情况下,无人机的起飞和着陆可以通过道路或相对平坦的场地实现,这将使无人机的控制和测绘更加方便。

(二)成本低。因为中国地域辽阔,地形非常复杂,尤其是西南山区、青藏高原地形以丘陵山地为主。在大比例尺地形图测绘任务中,利用低空无人机航测技术进行测绘,可以在节约人力物力,同时山区地形情况复杂,也很大程度的保障了作业人员的安全,另外无人机航测所需时间相对较短,从而降低成本,而无事故的无人机所需的维护成本几乎可以忽略不计。

(三)精度高。无人机测绘科技发展非常迅速,现在,其拍摄获得的图像的分辨率最高能够达到0.05米,和目前国际上应用较为普遍的外高分辨卫星影像数据进行比较,其分辨率要更高一些。并且得益于如今快速发展的新技术,其采集数据和处理数据的速度较快,特别是在一些地理条件较为复杂的高原地区,利用无人机能够较短时间内完成地面的数据处理工作,为有关部门及时提供可靠,准确的图像和数据资料,为下一步工作的开展奠定基础。

(四)效率高。对于复杂地区的作业,由于气候因素、环境因素等影响,一些作业区域人员根本无法到达,利用无人机航测技术,有更快的作业速度、人员无法到达的先天优势,可以大大提高整个测绘作业的作业效率。

三、低空无人机摄影测量系统在大比例尺数字化地形图中的具体步骤

此类系统在大比例尺地形图数据分析阶段中的应用,具体展现在获取测区影像、数字测图等方面。在此之中,在对相关的影像采集后完成了空三解算,通过分析之后所产生的影像以及空三成果文件能够在Arcgis内完成数字化分析,在此类文档内具体包括匹配完成定向的坐标文字、记录的影像内大地位置、与空三平差的定向点影像位置及文字等。并且应用全数字化摄影以及检测系统能够完成无人机数字航空影响的数字化分析,整个过程选取pix4D mapper软件,可以将从地面、轻型无人机或航摄的影像处理得到厘米级精度的二维地图、三维模型和点,Pix4Dmapper支持绝大部分相机,包含了RGB、多光谱、热红外等,较快提高了大比例尺地形图的生产效率,为下一步的工作奠定了基础。

四、结语

为进一步提高测绘的工作效率及质量,为有关部门提供科学、精确的地理信息成果,并了解其所反映的各种信息,应进一步促进低空无人机技术在测绘领域的应用与研究,为我国测绘事业的不断发展提供新型力量。

参考文献:

[1] 刘钢,马京满. 无人机航测在大比例尺地形图测绘中的应用探究[J]. 商品与质量,2021(6):337.

[2] 刘万松,严玉奎,刘沉香,等. 低空轻型无人机航测技术在水泥矿山地形测绘中的应用[J]. 中国非金属矿工业导刊,2018(2):53-54,56. DOI:10.3969/j.issn.1007-9386.2018.02.016.

[3] 吕山. 无人机航测系统在地质测绘中的应用研究[J]. 世界有色金属,2018(1):18-20.

[4] 周进省,赵晓米. 基于无人机航测系统的大比例尺公路带状地形图测绘[J]. 资源导刊·信息化测绘版,2016(7):51-54.

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