无人机倾斜摄影技术在测绘工程中的应用论文_刘然

无人机倾斜摄影技术在测绘工程中的应用论文_刘然

云南省地图院 云南省 650000

摘要:无人机倾斜摄影测绘技术作为一种新型的遥感数据获取的重要手段之一,有着传统摄影技术无法比拟的优势。随着无人机技术的逐步发展,无人机倾斜摄影技术的普遍运用,把原本大量的外业工作转变成内业工作,极大地解放了测绘人的劳动时间和劳动强度,降低了测量技术成本。因此,无人机倾斜摄影技术的运用前景非常大。

关键词:无人机倾斜摄影技术;测绘工程;应用

引言:

21世纪的现代社会,无论人们的日常生活,还是各行各业的发展,都受到了科技发展的深刻影响,产生了重大而深远的变化,其中,倾斜摄影测量就是随着科技发展而产生的一项重要科技。它是通过同一飞行平台搭载多台传感器同步采集影像,获取真实的地物信息而被广泛应用在经济建设的多个领域中,充分发挥了它的优势。随着倾斜摄影测量的发展,在航摄效率、清晰度、分辨率等方面有了更高的要求,促进了倾斜摄影测量的革新并向无人机倾斜摄影测量转变。无人机倾斜摄影测量的出现,极大地扩展了摄影测量的应用。

1 倾斜摄影测量的简介

1.1 无人机倾斜摄影工作原理

将多台数码相机安装在无人机飞行平台上,在垂直和倾斜2种不同角度对高分辨率图像进行同时收集,五镜头倾斜摄影系统是最常用的手段,将无人机平台安装的系统所采集到的POS数据和像控点数据两者相结合,对获得数字表面模型、三维模型的摄影测量技术和数字正摄模型利用相关软件进行处理,这就是无人柳倾斜摄影技术的工作原理。

1.2 倾斜摄影技术的特点分析

无人机倾斜摄影技术的应用一方面可以将地物情况加以真实的反映,在工作中也不需要动用大量的人力和物力,可以结合现有的定位技术直接在其中加入精准的地理信息,大大提高了影像数据技术的丰富性。同时无人机倾斜摄影技术的应用还可以实现从多个角度来对实际地物情况进行反映,这也是正摄影技术所不具备的功能。无人机倾斜摄影技术也可以实现对于目标物体的高度、面积的测量,可以直接将各种三级建模的应用结合起来,一方面借助于航空摄影大规模成体的特点以及倾斜摄影批量提取功能,地形三维建模成本就得到了大大节约。

2 无人机遥感技术在工程测绘中的应用

2.1 空中三角测量技术的应用

在整个工程测绘过程中,相关的资料的获取在很大程度上依赖于无人机遥感技术,而工程测绘的数据获取与传统的图像采集也是具有非常明显的区别的。这便对无人机的飞行偏角要进行特定化的规定,同时所获得的图像相对来说也是较小的,那么在无人机遥感技术对工程进行测绘的过程中,对于图像数据便要利用特有的空中三角测量技术进行特定化的处理,这样才能够保证所获得的数据能够为后期所用,对工程测绘的工作给予一定的辅助作用。

2.2 自动技术和手动技术相结合的应用

在对工程测绘工作进行数据的采集过程中也要高度重视将自动技术和手动技术进行充分的融合,只有将两种技术进行充分的融合,才可以对不合格的信息进行精准的删除,避免后期不合格的信息对工程的不利影响,这也是对整个无人机所采集的工程测绘数据准确性的保证。同时自动技术和手动技术相结合,还可以对导航的录像进行定向定量的分析,保证路线运行的准确性,也可以有效地对成本进行节约和控制,同时保证飞行过程中的安全。

2.3 无人机低空飞行技术的应用

大部分无人机航摄的技术都会应用在高山等相类似的地形地势的情况下,但是这就对云层较低和其他视线不佳的情况带来了一定的阻碍,不能够同样快速地对数据和图像进行捕捉和获取,这也是现如今无人机遥感技术中的劣势之一,所以在低空无人机遥感技术的发展过程中,便有效地缓解了这一问题。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆但是同时低空航摄无人机技术对无人机的自动化也提出了越来越高的要求,同时对相关的数据处理软件也要进行一定的创新,这样增强其自动化水平的同时,才能够大幅度地提高无人机低空飞行技术对图像处理的清晰度。

2.4 利用相机的变焦功能,提高无人机的运行效率

在拍摄数据的处理这一问题上,无人机技术与传统的飞行技术也具有非常明显的差别,无论是俯仰角度还是旋转角度都是具有明确的规定的。同时对图像的获取来说,若想获得高清晰度的图画,也要对变焦镜头进行校准,同时对所获取到的结果进行分析,找出具有固定关系的焦距,这不仅能提高所获取到的图画的质量,还可以有效地提升无人机的运行效率。

3 基于无人机倾斜摄影技术测绘工程的实际应用

为了能够更好的对无人机倾斜摄影技术在测绘工程中应用效果进行掌握,本文通过以某固定翼无人机作为摄影平台,并且选取了某片场面积约6.8平方公里的区域作为试验区域。本次选用的高精度测绘无人机主要集成了5台4240万像素的数码照相机,并且能够使用垂直和倾斜两种摄影技术进行影像的快速直接地理定位的苍穹P8差分系统进行航摄。为了能够构建全要素的实景三维环境下的大比例尺测绘方案,还使用Smart3DCapture软件进行实景三维模型的构建,并且通过EPS清华山维软件平台对三维数字化成图进行有效实现。

3.1 空中三角测量

本次进行无人机倾斜摄影测量主要是采用了多视影像联合平差,并且在应用过程中充分的考虑了相关影像间的几何变形和遮挡关系,此外在通过利用软件Smart3DCapture,结合POS系统提供的多视影像外方位元素,将整个影像数据进行自动匹配。并同时建立相应的连接点与控制点坐标等,保证测量的结果精度符合实际要求。而在Smart3DCapture软件的空中三角测量报告中,因为重投影的误差控制在0.5个像素左右,并且控制其最大不能够超过0.55个像素,如果发现超过0.55个像素,需要建议进行重新航摄测量。

3.2 测绘大比例尺地形图

通过将构建好的实景三维模型导入EPS清华山维软件中,然后利用三维模型对全要素进行数据采集。然后通过构建一个多视角三维测图环境,最终将成像关系下的精密进行重建,真正的对传统摄影技术进行弥补,将影像的视角、分辨率、遮挡等局限进行有效的解决。从而实现了在真三维环境中进行高精度的地形采集、部件测量、地貌采集等作业要求,从而大幅度的降低了外业测绘工作的工作强度,并且还能够提高地形图绘制的质量,从而提高了测绘工作人员的效率。

3.3 精度检测

因为本次进行无人机倾斜摄影试验的区域地形非常平坦,1∶1000地形图成图基本等高距为1米,高程注记精确到0.1米。并且参照相关测绘比例尺的精度要求,保证在平面中误差≤0.3m,高程中误差≤0.4m。此外,按照全野外散点采集每平方公里30个,一共在本次摄影测绘试验区域内分布共计290个散点,对这些点位大多选取无投影差的地方,如斑马线、房角、路沿石、涵洞口等。而实际这些试验区内平面中误差、高程中误差都符合要求,能够满足设计规定下的比例尺地形图精度要求。

结束语:

无人机的应用经过了非常久远的发展历史,在传统的工程建设过程中,无人机得到了小范围的应用,但是取得的效果却是非常大并且非常明显的。在现如今科学技术快速发展的支撑之下,无人机技术已经发展的逐渐完善,而现如今工程测绘工作如果单纯的依靠传统的技术和手段等进行的话,也无法满足人们对于工程提出来的越来越高的要求,所以测绘工程也要有效地与无人机技术进行高度的结合,这样,才能够有效地提升测绘工程的效率和质量。

参考文献:

[1]陶丹丹,曾兔.无人机倾斜摄影技术在测绘工程中的应用[J].资源信息与工程.2019(01)

[2]高喜生.无人机倾斜摄影技术在测绘工程中的应用[J].科技风.2019(10)

论文作者:刘然

论文发表刊物:《基层建设》2019年第12期

论文发表时间:2019/7/16

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