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摘要:近几年,在我国科学技术的不断发展下,小型无人机遥感平台在摄影测量中得到了广泛的应用,并取得了令人瞩目的成绩,为进一步分析小型无人机遥感平台的实际情况,本文从多个方面展开分析与讨论,对其在摄影测量中的应用加以探究。
关键词:小型无人机遥感平台;摄影测量;应用
众所周知,因为卫星遥感平台受到轨道的限制,会给应急观测带来影响,另外很多情况下因为天气条件不好,载人飞机无法进行升空作业,导致在实际应用中存在局限与不足。而低空遥感平台的应用不仅不会受到天气的影响,并且作业成本比较低,飞行高度比较低,可以获得局部的信息,正因为有如此多的优势,现阶段在摄影测量中小型无人机遥感平台得到了广泛应用[1]。
一、小型无人机遥感平台的构成分析
从整体角度分析,小型无人机遥感平台主要是由六个部分所组成,见图1.
另外,对于小型无人机的飞行控制系统中包括了稳定飞行姿态的垂直陀螺,该结构能够获得飞行平台位置的信息,具有GPS的作用,还可以对飞机自主飞行的微处理器加以控制。而对于地面配套设备中,包括了能够接收信息的终端,能够实现对飞机起降以及飞行的控制。在整个作业过程中,垂直陀螺能够对飞机的姿态加以测量,且垂直陀螺与微处理技术的相互整合,能够让飞机在飞行的过程中保持水平姿态,在飞行过程中通信设备可以将摄像头中所获得的影响传输到数据终端之中,实现对飞行情况的监控,从而获得高清影像,值得注意的一点是这部分影响的重叠度是比较大的,所以在进行处理的时候与传统方法存在差别[2]。
二、小型无人机遥感平台的技术指标
(一)飞行平台所具备的技术指标
从当前的发展趋势分析,小型无人机遥感平台在摄影测量中的应用时间比较短,处于刚刚起步的阶段,并没有针对实际的情况形成完整的流程与规范。其中当前所采取的航行规定主要是根据测绘单位以及相关设备所制定的,因为小型无人机遥感平台属于新型设备,只能在1000m的空中进行航拍,虽然与传统摄影测量有着区别,但是当前最新颖的摄影测量规范并不适用于小型无人机,其中根据整理,小型无人机遥感平台的参考指标包括以下几点:其一是飞行的速度需要保持在50—100km/h之内;其二是为从根本上避免湍流所带来的影响,发动机需要设置在飞机前进的后方;其三是如果发动机出现故障,飞机可以安全降落;其四是相对地面的飞行高度的变化、相邻拍摄站飞行高度、测量飞行速度的误差都不可大于5%[3]。从当前实际情况分析,只有小型无人机遥感平台在摄影测量中真正满足这一些要求,才能提高测量水平。
(二)数码相机性能指标
在1991年数码相机问世之后,截止到今天,市场中所出现的各种类型的数码相机种类繁琐,分辨率也是越来越高,体积越来越小。此外,从整体角度分析,当前比较高端的数码相机分辨率与胶片影像的差别越来越小,且普通非量测相机如果应用到摄影测量中不仅具备稳定性,并且产生畸变的现象比较小。换而言之,在当前我国生产工艺的不断发展下,普通数码相机的分辨率不断提高,几何性能、辐射性能也得到了提高,点位精度甚至已经达到了微米级。还有比较常用的CCD芯片,该芯片在应用过程中不会出现底片变形的现象,比如尼康相机,在经过校验之后,其参数趋向于标准化,并且多以径向畸变为主,畸变差为0.05mm,从全局出发分析,大重叠度下数字影像可以缓解畸变差,但是要想真正起到这一作用,则需要进行严格校对才可以。
(三)平台稳定度指标
毋庸置疑,摄影质量的好与坏从根本上决定了整个摄影测量的简单与复杂,甚至还与摄影成像的工效、精度有着密切的联系,所以无论从哪一个角度分析,均可以清楚了解到空中摄影测量会严重影响整个飞行的质量与效率。从另外一个角度分析,小型无人机遥感平台自问世以来,其稳定性在不断调整中得到提高,根据相关数据显示得知,在侧风小于5级的情况下,小型无人机在装载飞行控制系统进行飞行的时候,俯仰角会处于3°之内[4-5]。还有一点是要想真正保证小型无人机遥感平台的稳定性,还需要从传感器的自身精度出发,很多情况下,当GPS技术应用其中,那么可以计算出空速传感器的速度与精度。对自主飞行控制精度而言,最为关键的便是飞机的性能,通常情况下,一般的飞机需要将速度进行设定,高度也需要保证是正常标准,只有真正做到这一点,才不会出现各种问题。其中表1中的数据是小型无人机自主飞行状况下的折合数据,虽然数据不是很准确,但是却可以从大体上将其中的关系进行反映。
(四)成图精度的要求
在对成图精度要求进行分析的时候,需要从影像地面的分辨率进行分析,还需要积极参照ADS40数字航测相机的基本比例以及与地面所形成的对应关系,这样才能将成图比例尺的大小进行分析,才能真正实现对小型摄影测量系统的了解。其中举例说明,以柯达DCS—460作为案例进行分析,可以将焦距设定在30mm左右,这样所形成的比例尺的相应航高见表2.另外还需要将摄影测量中的飞行高度的范围进行了解,一般情况下,尤其是对于可以更换镜头的相机而言,如果航高的范围比较大,那么所具备的选择性是比较强[6]。对于基高比较小的情况,要想解决这一系列的因素,那么则需要采取飞骨干网的方式,或者将平差加以处理,从而提高定位的精度。
结语:
综上所述可以清楚了解到,在整个摄影测量之中小型无人机遥感平台所具备的优势比较多,能够取代传统摄影测量中所存在的缺陷,能够提高摄影测量的质量。从当前的发展趋势以及水平分析,小型无人机遥感平台现在已经达到了摄影测量的标准,并且在未来的发展中还具有更大的发展空间,所以还需要对其进行研究与分析,真正提高摄影测量的效率。
参考文献:
[1]孙中宇,陈燕乔,杨龙,唐光良,袁少雄,林志文. 轻小型无人机低空遥感及其在生态学中的应用进展[J]. 应用生态学报,2017,02:1-13.
[2]王鹏飞,刁世伦. 小型无人机遥感平台在摄影测量中的应用[J]. 中国新通信,2015,06:78.
[3]李建. 无人机遥感平台在摄影测量中的应用[J]. 江西建材,2014,01:218.
[4]汪沛,罗锡文,周志艳,臧英,胡炼. 基于微小型无人机的遥感信息获取关键技术综述[J]. 农业工程学报,2014,18:1-12.
收稿日期:2016年1月20日
作者简介:刘勇(1987—),男,湖南省溆浦县低庄镇新庄村,本科,助理工程师,主要从事工程测量方面工作。
论文作者:刘勇
论文发表刊物:《基层建设》2016年第33期
论文发表时间:2017/3/7
标签:无人机论文; 遥感论文; 测量论文; 平台论文; 精度论文; 飞机论文; 畸变论文; 《基层建设》2016年第33期论文;