基于三维激光扫描、无人机航测的三维地形测绘技术融合研究论文_白磊

基于三维激光扫描、无人机航测的三维地形测绘技术融合研究论文_白磊

武安市自然资源局和规划局非金属开发服务中心 河北邯郸 056300

摘要:融合技术可以实时提供测站点位置坐标,精确度级别能够达到厘米级,进而将外业观测时间缩短,让外业生产效果进一步提升。文章根据以往工作经验,对融合技术内容进行总结,并从基准站布置、测绘依据和设备、数据采集、实地检查额精度分析四方面,论述了矿区地形图测绘中融合技术的具体应用策略,希望对相关工作可以起到一定的帮助作用。

关键词:地形图测绘;融合技术;数据采集

1前言

我国测绘地理信息发展正进入全面构建数字中国的关键期、测绘产品服务需求的旺盛期、地理信息产业发展的机遇期和加快建设测绘强国的攻坚期。把握住时机,让数字测绘技术的应用在测量地理信息和工程测量的方面能发挥最大的作用和潜力,同时也能转型发展,让信息化、专业化的测绘产品丰富人民的生活,提升对经济社会发展有利的服务能力,这是现阶段测绘地理信息领域中数字化测绘技术所面临的问题和挑战。地形图的测绘作业又称地形测量,是对地球表面的地物、地形在水平面上的投影位置和高程进行测定,并按一定比例缩小,用符号和注记绘制成地形图的工作。

2无人机航空摄影测量的特点

2.1周期短、灵活度高

无人机在使用的过程中,其一大特点在于在飞行器飞行的过程中,不需要人员在内部进行操控,在控制的过程中主要是用无线的方式进行操控。在出现紧急任务的时候,可以随时对任务进行执行,广泛的监测相关区域并且形成准确清晰的图像数据。在此过程中单个无人机每周可以对1200平方公里的范围进行检测,与此同时无人机可以及时的总结处理检测到的信息资源,并且将相关的信息项管理基地当中进行传送,让工作人员的时间减少。与此同时和载人飞机相比无人机在起飞的过程中不会受到外界较大的影响,而且起飞时间短,在任务执行的过程中,需要考虑的外界干扰因素较小,在产生突发事件的过程中也能够高效的将任务完成。由于客观条件的影响,只需要进行飞行注册,让项目周期缩短,与此同时在起降的过程中对场地的要求也相对较少,操作非常灵活,在天气适宜的条件下,随时可以待命起飞执行任务。

2.2分辨率高、数据准确高

无人机可以搭载具有高分辨率的数字成像设备,通过低空飞行的方式采集相关的图像数据,采集到的图像数据具有较高的分辨率,图像分辨率通常条件下可以达到0.2米到0.5米,可以清晰的看到所测范围内的地形,在国内外这种分辨率的图像都具有非常大的优势,通过实验分析发现无人机在测绘的过程中获得的成果可以符合1:1000国家航空摄像测量的具体要求,与此同时无人机航测系统无论是小面积、低空间的地形还是大范围、高空间的地形都可以进行有效的检测,与此同时可以通过多架无人机共同进行监测,这样可以让监测过程中的效率提高。

2.3飞行航线固定、成本低

无人机在飞行的过程中可以利用人工方式来进行数据的预测,在任务执行的过程中具有较为准确的角度、高度及飞行姿态。在地形测量方式的过程中优势非常明显,尤其对于一些容易改变的环境而言,可以实时的获得较好的监测效果。

3基于三维激光扫描、无人机航测的三维地形测绘技术融合分析

3.1基准站布置

整个基准站的布置十分复杂,而且在点位安置上,应该为整个接收设备和操作提供便利条件,让观测视野显得更加开阔。另外,在具体基准站设计过程中,应该避免与大功率的无线发射电源相接近,如电视信号塔、高压输电线路等。另外,在基准站附近不能出现强烈的干扰源,否则将会对卫星信号的接收产生不利影响。除此之外,在实际基准站间距设计上,需要对实际GPS电台功率和基本覆盖能力进行全面考量,这也是具体矿区地形图测绘工作的重要环节,尽可能将其设计在较高的位置处,进而获取到更加大范围的通讯数据半径,为后续工作的开展提供基础条件。

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3.2测绘依据和设备

从以往工作环节之中可以看出,测绘依据主要包括以下几种情况:第一,GPS测量规范;第二,GPS城市测量技术规程;第三,地形图平板仪测量规范;第四,地形图图示。另外,在测量设备应用上,常见的形式主要包括以下几种,即基准站双频接收器和相关测图软件,以及工作之中需要应用的通信设备。在测量工作开展之前,相关管理人员需要做好实际设备的检测操作,以此来强化性能和精度测量,确保其与其他精度条件相符。在具体工作人员安排上,每个流动站只需要安排适当人数的工作人员即可,一般来说,以两人为主,操作复杂的回调派三到四人,主要工作内容有仪器操作和图形绘制。

3.3数据采集

3.3.1外业数据采集

在具体数据采集工作开展之前,人们需要对具体的合同情况进行全面熟悉,并通过对测区的全面了解,制定出合理的外业观测工作顺序。首先,工作人员需要对基准站进行全面布置。尤其是在位置测量上,各个基准站需要对具体接收设备进行全面处理,确保其操作功能得到全方位展示,这也是整个视野开阔的重要条件。值得注意的是,在实际基准站周围,不得出现太过强烈的干扰信号,否则将会对数据的通信操作产生影响。另外,还要尽可能提升基准站的布置效果,消除各项影响因素。其次,在流动站工作中,工作人员应根据实际情况,设计好具体的流动站参数和项目,维护电台之间的相互匹配,并通过已知的大地坐标,将已知点平面更好地展示出来。当实际接收机和电台保持通畅之后,接收机可以收到更多有效的测量数据,并在短时间之内获取测点三维坐标。

3.3.2碎部点数据采集

在此之前,相关工作人员需要提前进行点校正工作,而且接收机可以通过实时点位测量,将具体三维坐标展示出来,除此之外,人们还可以借助于放样,将具体四个边界的信息全面集中在图框之中,为后续测量工作的开展创造有利条件。具体工作时,其中一位工作人员可以在地形特征点位置处放置测杆,之后将点号输入其中,并输入具体的特征编码,然后将获取的数据进行保存操作。

3.3.3业内数据采集

一般情况下,外业数据采集主要集中在白天,晚上的时间则是需要对数据进行处理。在此过程中,人们首先要做的就是开展数据的下载工作,并将数据转移到相应的电脑上保存,进而实现具体测图软件数据的全面统一,为后续内业成图做好相应的准备工作。另外,在实际地形图绘制过程中,为了实现地形图的全面绘制,工作人员可以将软件应用其中,并输入相应的文件名,随后开展图形编制操作,确保其对图形数据的全面处理。

3.4实地检查额精度分析

在外业和内业数据全部采集好之后,人们可以借助于绘图仪器,制作出样图,之后进行测区实际检验。在检验中,首先要进行的就是点位精度测量,之后对图上坐标进行读取,然后进行对照,如果误差低于0.1mm,属于是在精度要求之内。其次,在实际地形和地物检测上,如果出现地物漏测等问题,工作人员需要进行及时补测,并根据相关要求,将误差控制在0.1mm之内,此时,如果换算成实际地点误差,则应该控制在20cm范围内。而测点误差集中在1.5~2cm,与实际操作精度要求相符。

4结语

综上所述,通过融合技术在矿区地形图测绘中的应用,人们可以实现对融合技术特点的全面把握,其中,最为明显的便是测量作业效率极高。在融合技术的帮助下,地物地貌观测时间主要集中在5s左右,一天能够采集到的数据个数有300~400个。如果借助于传统方式,测量时间可能在20d以上。

参考文献:

[1]付帅.大比例尺地形图数字化测绘技术在矿区的应用[J].世界有色金属,2018(23):30,32.

[2]胡兵.基于高分辨率卫星影像的矿山可视化地形图更新与建库研究[J].世界有色金属,2017(24):288-289.

论文作者:白磊

论文发表刊物:《基层建设》2019年第23期

论文发表时间:2019/11/15

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