无人机航空摄影测量在风能开发勘测中的应用论文_何本茂

广西安科岩土工程有限责任公司

摘要:伴随社会的迅速成长,无人机航空摄影测量用于项目开发测量领域起的作用很大。这种测量技术应用不只是可以使风能开发勘测时效性得到进一步提高,还能够使摄影测量精度有了极大提升。所以,应用无人机航空摄影测量具有较大价值。本文简述了无人机航空摄影技术概念与其应用概况,再通过无人机航空摄影测量在风能开发勘测中的实际应用展开实例研究,为此领域研究提供一些参考价值。

关键词:无人机;航空摄影;测量;风能

在展开风能开发勘测的过程中,无人机航空摄影测量可以使得测量精度得到很大程度的提高。但是在进行实际测量时,其仍然需掌握影响测量的多个因素,对无人机摄影的特征与技术装备展开全方位研究。与此同时,若需要更深层次地掌握无人机航空摄影需应用于工程实例,才有参考价值。

1无人机航摄技术简介

无人机的航空拍摄是建立在无人驾驶飞机基础上,且将其作为空中平台,凭借摄像机与高清的数码相机的摄影作用来得到视频数据,利用航空摄影的拍摄工作处理图像数据,并且可以制作形成关于3D的多个作品,如正摄影像图、数字高程模型、地形图等。无人机航摄技术优势是多方面,它融合航空拍摄测量、遥控、遥感、高空拍摄各种技术的优点。无人机优势在于低维护费用、小巧玲珑,不只是可以完成有人驾驶飞机任务,还可以执行有人飞机难以执行的任务。

2无人机航空摄影技术的应用概况

2.1无人机航空摄影技术的应用特点

无人机的航摄拥有关于摄影的各种装置,且很齐全,与一般性的航摄系统相比较分析可知,拥有下面几大特征:1)无人机无需使用专业机场进行起降。2)便于携带、执行各种要求的飞行的效率高与速度快。3)航摄系统各个零部件与线路均是高度集成、所占空间小。无人机的机翼与机身均比有人飞机更小,其系统将数码相机传感器、通讯系统、飞行控制设备、全球卫星导航系统设备、飞行平台等各个功能融合于一身。无人机的各种装置技术与整体系统均处于较为成熟的发展期。使用无人机航摄所需天气要求更低。5)较强实际应用价值、影像清晰度低。6)由于无人机的集成无复杂系统,这有助于开展维护工作。7)工程无高风险。

2.2无人机摄影测量技术应用现状

随着3S、数码相机、数字通讯、自动控制以及计算机等多领域技术走向成熟,无人机的航摄技术也与之相对应的成长,可以很好地解决无人机在航测遥感方面的不足之处。目前各个领域对无人机航拍技术的需求量逐渐增大,使得无人机航拍技术得到实践与应用,有利于此技术不断发展与进步。无人机航拍技术可以应用于矿产开发、森林管理、生态保护、环境治理、测绘、突发事件的实时监控等领域,有着很重要的国民经济发展的深远价值。

3工程应用实例

3.1获取数据

现在将某地风电场航空摄影项目作为实际案例展开分析,它的摄影任务使用无人机来完成,无人机飞入900米高空,绘制为1:2000比例的效果图,为完成摄影工作此次一共使用六个无人机。

3.2数据情况

通过一整套数据的预处理步骤,运用格式转换、畸形纠正等流程处理,总共得到效果优秀数目大约是1800张,照片图像层次分明、色彩真实反映,没有刮痕。

3.3外业控制测量与调绘

在展开调绘之前,需将数据处理为定量形式,若遇到模糊的PoS数据则先需要使用空三加密的方式进行处理,而后利用无缝镶嵌处理,绘制形成大范围的平面图像,最后用照片冲洗技术将影像展现在特殊介质中,为相关野外工作的控制调绘与测量领域提供数据。

3.4基础控制测量

本次的航拍测量运用了GRS技术展开符合要求的高精确度勘测,一共采集7个已知位置数据点,还设置多个基础的控制数据点。

3.4.1 像片控制点布点方案

依据CH/Z 3004-2010规范附录A公式运用数学运算精度预先估计,详细数据如表1。 再参照CH/Z 3003-2010规范,形成比例1:2000地形图,当为山地地形时,其平面检查点限差为2.5m,山地高程检查点的限差为2.0m。所以,依据平面2.5m、高程2.0m限差要求展开布局。依据表1描述的数据,就是平面控制航向间隔基线数不能超过二十条基线,高程控制航向间隔基线数不大于15条基线。

3.4.2像片控制点测量

航向方向按照间隔度不大于15条基线布局设计两个平高控制点,为更好地提升高程精确度,在15条基线范围内增加测量高程控制点。旁向方向依照2-4条基线展开布局设计。布置控制点目的是为控制成图具体边界,测量各段接缝位置没有缝隙。选择在照片航向与旁向重叠五片之内,且相隔两片之间均是清晰的。

3.4.3野外调绘

本次课题涉及到的野外调绘方法为综合判读调绘法,其工作步骤为室内判读调绘—野外检核—调查与定性—室内清绘整饰。将正射影像图(DOM)依据比例为1:2000展开像片冲洗,利用野外工作当场核查展开内外业制定,并依次进行测绘定位与调绘定性。如果像片上有每一种清晰的、按比例尺显示的地物,调绘仅是调整性质、数目解释,它的方位、形态是用内业空间模型作为标准。

4空三加密及地形图测绘

4.1空三加密

空三加密工作是在全数字平台上完成,经过空三加密的测量工作站完成,需要进行控制点转刺、自动生成连接点、内定向、影像输人、区域网平差等步骤完成空三加密整体工作。此项目涉及两个加密区的任务作业,这空三精度能得到进一步提升,为了在加密中符合规则,最后将空三测量结果打印出。

4.2地形图测绘及修测

(l)鉴于空间模型中的数据采集,可以凭借空三的成果还原出三维空间模型,针对地标建筑物采集按编码展开区域划分,采集区域范围内一定要使居民的与单独的地标建筑物比较稀疏,还有将区域道路与地形地貌的影响因素考虑周全。(2)图形编辑。作业平台对于符号库、线型与比例尺等参数处置,可以把采集到的图形转换成系统能识别的数据,而后再根据相关算法把地形图以文件的方式输出,最终再对照调绘片检查地标建筑是否漏了。(3)地形图修测。若有测量平台精度不能满足规定标准的现象存在,通过外业数据展开内业数据的修测。被利用的外业数据不可以再对图形中的检查点进行核查。

4.3 DEM、DOM产品生产

地图精度决定了采集风能项目有关数据精度,如果需要在图片中将DEM插入时,不利于提升图片精度。DOM可以由数字高程模型与内外方位元素形成DEM,若要对影像进行多次采集能使用微分纠正应用程序,碰到虚假测量数据,能够纠正由于飞机偏离航线、地面上下波动而造成的后果,可以垂直投影替换中心投影,最后获得单张的正射影像的相片,再由检查编辑、裁切、镶嵌、匀光、调色等过程,将单片正射影像转换为区域正射影像图。

5 无人机航摄数据用于风电场规划设计应用分析

运用无人机航摄有关数据产品,展开楚雄某风电场建设规划选取地址,对风能资源、联网条件、地形地貌与交通运输等多条件进行考虑,研究每台风机的安置方位,以此得到风电场的年发电量与最佳经济效益极大值,从而得到风电场的最佳地址,这样为了建设风电场、有效利用风能的科学性。利用其成果数据的应用于以下几方面:1)风电场风机排列布局以及风机容量数学运算;2)利用解译等相关技术,确定风电场土地利用种类与地表光滑度;3)风电场区地物分类与高度平台以及面积计算分析;4)风电场区倾斜角与风电场区倾斜方向研究;5)风电场区解析剖面;6)居民地缓冲区分析与河流汇水线分析;7)进场道路的运输分析;8)不同排布方式下的尾流系数的GIS分析等等。

6 结语

无人机航空摄影测量应用于风能开发勘测过程中有着重大影响力。在开展地形勘测中一定要与现场实际状况相联系,还需要更好地掌握无人机航空摄影技术有关特征与其性能的特点以及性能。与此同时,还需运用地理绘测相与空三加密知识制图,因此极大提升无人机航空摄影测量效率。

参考文献

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[2]刘伟,朱正荣.无人机航空摄影测量技术在风电场勘测设计中的应用[J].内蒙古电力技术,2013(02):46一48

[3]孙朝阳,郑彦春,徐秀云.无人机航空摄影测量技术在风能开发勘测方面的应用[J].电力勘测设计,2011(05):36一39

论文作者:何本茂

论文发表刊物:《基层建设》2017年3期

论文发表时间:2017/5/9

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