浅谈无人机航测技术在公路勘测中的应用及其实践论文_关兴华1 石宏业2崔学强3

浅谈无人机航测技术在公路勘测中的应用及其实践论文_关兴华1 石宏业2崔学强3

摘要:跟着科学技术的进步,无人机和航空摄影测量的相关技术都有了很大的进步,无人机航测技术在各个方面被普及,依附其有效性和快速性成为一种新兴的勘测手段。这种测绘技术由于可以快速获取勘测区的影像数据,从而生成正射影像等常规4D产品以及实景三维模型。无人机航测可以对带状地形进行大比例尺的地形勘测,而且对公路养护测绘和地质灾害的应急测绘都有十分有益的成果,因此其在公路勘察上有很高的实用性。

关键词:无人机航测技术;公路勘测;实践

引言:

近年来,无人机航测技术的发展迅速,各大无人机生产商和航测软件公司争相推出各类无人机航摄平台和针对无人机的摄影测量处理平台的解决方案,大力推进了无人机航测技术在各类工程建设及科研项目中的应用。在测绘行业中,有逐渐替代传统工程测量的趋势。在公路勘测中,由于精度要求苛刻、测区范围狭窄且形状复杂,增加了无人机航测的难度。使得无人机航测技术并没有被广泛使用,大部分项目仍然采用效率低下的工程测量的方式进行勘测。

一、概述

(一)无人机航测技术

近年来,采用航空遥感方式进行无人机的航测技术的实施,得到了十分理想的航测效果。研究热点围绕无人机航测技术的发展和应用展开,从无人机摄影系统组成到无人机航测实际应用等方面,包括对无人机航测技术的研究工作进行了理论探索,取得很多研究成果。运用无人机进行航测,是将无人机作为平台进行航摄系统的运行,使用小型影像传感器以及卫星导航等进行协议操控。无线通信技术应用在无人及行测过程中,对地面影像进行获取。无人机航空测量技术的发展,在空间数据的获取和处理上具有更大的优势,同时,通过不断提升遥感数据分辨率等具有自主知识产权的国有化生产条件,使得航测的成本也大大降低。

(二)无人机航测基本流程

对无人机航测基本流程的梳理,帮助技术人员从整体上,更加准确地把握无人机航测技术的特点以及技术特性,为后续其在高速公路勘测以及辅助选线环节中的应用创造了条件。无人机航测技术依托于无人机技术、数码相机技术,实现了在小范围区域内高分辨路影像资料的获取,目前无人机航测技术被广泛地应用于基础测绘、土地资源勘测等多个领域,其作为现有航空摄影测量的有益补充,大大提升了航空测量的效率,无人机航测加之使用的技术较为成熟,成本较低,较好地满足了实际的使用需求。

二、无人机航测技术在公路勘察中的优势分析

公路工程具有很长的工程区间,其中很可能要通过复杂危险地形或者遭遇某种灾害。比如,公路的路堤和边坡在受到地形、地质、天气的影响时,都可能会崩滑而造成危险,这种情况下需要了解崩滑的几何形状与土方量来筹划修复方案。但由于崩滑发生后相关测绘人员和设备都很难接近事发地点,所以能不受地面限制快速飞抵崩滑地点上空,以机载的数码相机进行现场摄影的无人机航测相当重要,其不但简单快捷,而且具有很高的安全性。具体优点如下:快速高效。很容易获得所需的测绘影像,而且设备简单,民用单反相机也可以胜任;机动灵活。在测绘工作中,低空无人机快速出击的响应能力是应急遥感测绘有力的保障,低空无人机因为机身设备轻便、运输灵活、越野能力强、对起降场地要求低、起降方式多种多样,而且安装、调试、起飞作业快捷等优点,得到广大用户的满意和广泛应用。

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三、无人机航测在公路勘测中的应用及其实践

(一)无人机航测流程

无人机航测的基本流程从三个方面共同开始:从实验室和现场两方面对数码相机进行检校;规划设计出外业航线并进行外业飞行;进行外业像控测量。之后对航测得到的影像进行预处理自动排片;对测区的影像进行最优化选择;对影像的畸变进行预校正。之后对控制点进行量测同时自动提取出连接点。通过空中三角测量分别完成立体测图、DSM生成以及正射影像的生成和镶嵌。最后汇总各个结果进行精度检查。

(二)航拍准备工作

工作人员需对摄区或摄区周围进行实地踏勘,采集地形地貌、地表植被以及周边的机场、重要设施、城镇布局、道路交通、人口密度等信息,为起降场地的选取、航线规划、应急预案制订等提供资料。

(三)规划航拍任务流程

无人机遥感测绘服务首先需要对航拍任务进行规划,第一步确定航拍范围,若航拍范围包括军事区、山区等特殊区域,需要特别对待,以免在航拍中出现问题;第二步根据要求规划安排航拍作业;第三步航拍作业队数据采集;第四步利用相关航空摄影测量软件对航拍数据进行处理;第五步提供符合要求的数据成果。

(四)像控点布设与相机检校

无人机航测技术中像控点布设与相机检校是首要工作内容,像控点布设就是将拍照的位置进行确定,像控点布设与所拍摄地区地形对影像质量有着直接的影响。在我国现阶段的发展过程中,像控点布设的准确度还有待进一步的完善,提高像控点布设准确度的主要措施就是利用先进的卫星定位技术,精准的进行像控点布设工作。像控点布设工作完成以后,随之进行相机检校,将所用于摄像的相机进行全面的检校,提高相机的工作效率以及保证摄像质量。相机检校的进行对于无人机航测来说是基础性内容,也是保证公路勘测准确完成的必要内容。

(五)DOM制作

利用DEM数据和空三加密成果,在MapMatrix中,对原始影像进行正射纠正,将其纠正好的单片,在EPT下进行拼接处理。再在Photoshop中,对其拼接后的影像进行检查,检查其影像的拉花变形,颜色过渡、重影、同名点等影像的问题,并对其进行改正,形成最终的DOM数据。

四、结束语

综上所述,伴随科学技术的不断发展和进步,无人机智能航测设备的使用也得到了蓬勃发展,给人们的生活以及工作带来了很大改变。无人机航测在公路工程方面的前景是广阔的,其成本低、速度快、效果好的特点使其大大超越了传统的测绘方法,令公路的测绘变得更简单、高效、及时。同时我们相信无人机航测的技术会越来越成熟,在公路勘察上也会充分发挥自身的作用。

参考文献:

[1]杨永平.段学云.段德磊.etal.无人机航测技术在输电线路中的应用实践[J].城市勘测,2013(1):29-32.

[2]郑程辉.无人机航测技术在公路勘测中的应用及其实践[J].福建建筑,2016(8):100-101.

[3]杨奇树.无人机航测技术在公路勘测中的应用及实践[J].住宅与房地产,2018,512(27):262.

论文作者:关兴华1 石宏业2崔学强3

论文发表刊物:《城镇建设》2019年21期

论文发表时间:2019/12/16

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