对于无人机遥感平台在高原地区摄影测量中的应用综合研究
姜雨欣
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姜雨欣,. 对于无人机遥感平台在高原地区摄影测量中的应用综合研究[J]. 电气学报,20216. DOI:10.12721/ccn.2021.157060.
摘要: 目前,随着我国现代测绘技术的发展和进步,无人机遥感平台为基础的摄影测量技术有所发展。本文针对RTK联合无人机摄影技术进行分析,简述了无人机摄影测量的技术关键,并结合高原地区的实验数据分析提出了模型精化的测绘方法,希望能够提升我国高原测绘作业的精度和效率,相关内容如下。
关键词: 无人机遥感平台;高原地区;摄影测量;应用综合
DOI:10.12721/ccn.2021.157060
基金资助:

近年来,随着我国无人机和数码相机技术的不断发展,我国无人机遥感技术运营显著,可以实现小区域高分辨影像摄影功能,后可借助RTK工具优化摄影测量的精度和结果,保证测绘数据的精准性。此外,无人机摄影技术具有低成本、大比例尺、处理灵活等优势,可及时分析意外实测影像效果,判断第地形地貌,保证地形图的完整性和工作效率,也提升了野外测绘的精度。目前,无人机测绘技术在基础测绘、土地资源调查监测、土地利用动态监测、数字城市建设和应急救灾测绘数据获取等方面具有广阔前景。

1.简述无人机遥感平台摄影技术

无人机航测是传统航空摄影测量手段的有力补充,具有机动灵活、高效快速、精细准确、作业成本低、适用范围广、生产周期短等特点,在小区域和飞行困难地区高分辨率影像快速获取方面具有明显优势,从使用的科学性来看,无人机遥感平台立足于飞行平台、信息传输以及传感器、遥感控制交互技术,地面控制以及相关内容,结合摄影系统可以构建出全数字航空摄影体系,在我国的多个领域运用广泛。

无人机测量可低空飞行,对起降场地的要求不高,可通过一段较为平整的路面实现起降,因此适用范围广,目前,我国在无人机遥感平台以及摄影领域都获得了较大的发展,很多科研机构研发了小型无人机遥感系统,可以获取0.05-0.5米的高分辨率光学彩色影像,质量低于20Kg,在实际的运用中可以针对影响的航线位置设置分辨率,还能够减少掉帧等影响,经过实践分析,影像重叠度大于60%、旁边的重叠度约为30%。

2.简述RTK在无人机遥感平台的综合运用价值

在无人机遥感平台中,RTK主要是对空间加密系统提供高精度的控制点,进而帮助后期的高原测绘标注地物要素以及地下管线和通信设施。结合CASS软件可以是识别出图形的地物,为后期的高原摄影测量提供数据支撑。

3.分析无人机遥感控制平台在高原地区摄影测量的运用技术

3.1相机检验和矫正技术

因为在高原地区的无人机摄影都是采用的非量测相机,因此获得的成像效果不佳,容易出现相机畸变问题;为了保证摄影测量的结果成像清晰,相关单位需要采用高精度的校正处理方法,即建立空间后方交会模型,通过试验场校验法,结合拍照的已知空间的坐标的标志点,和结合单片空间以及后方交解法等,求解多片空间的外方位元素,进而也分析光速形状要点,并在此要求上做好原始航空畸变差校正,预防、减少畸变差影响。

3.2空间加密分析

在高原地区的摄影测量中,空间三角测量需要结合平差数学模型予以分析,常见的有航带法、独立模型法,光速法也是常见的平差数学模型分析方法,该方法主要影像的原始坐标,利用观测值来分析地形地貌对影响的系统的误差影响,如在无人机的低空测量摄影环境借助这种方法实现空三加密,运用价值十分广泛。此外因为无人机的承载力小,非量测相机获取的航片的图像数量大,像幅小,在野外布点后需要通过空间后方交会的方法来获取外方位点元素,并将这些内容作为光速法区域的空间三平差迭代数值计算的初始值,这种方式在使用中容易受到环境的干扰,成本也较高,具体处理时候用相机曝光和GPS记录同步化,构建出航片相对控制的位置关系,进而为光速空中的三维测量计算出一套初始值,这种方式适合高原地区的布点控制需求,也能够减少航空测量成本。

3.3数据生成

在无人机遥感摄影测量环境中,数据作业结果都是以DEM和DOM集成显示。如通过内插法获取DEM的等高线数据,并将地物要素结合在DOM集成中。经过摄影数据的转译可以获得DEM和DOM的数据集成,并通过三维空间解算后构建出一个立体的模型,后期可以输入到计算机环境中,并利用dellt7600工作站以及超级计算机对结果进行空三加密模型点云,后可以设置0.45-0.8m的兼具,可以重新提取地物,生成渲染图,经过内插值计算后获得DEM数据库,后对成像结果进行元投影改正、镶嵌以及裁剪,生成数字正摄影图像数据集。

4.高原地区的案例分析

首先,选取2km*3km的试验区,海拔地区3000-3500m风力等级小于5级,整个无人机的飞行高度为600m,要求测图的比例尺为1:2000,可采用构架航线的方法来设计飞行航线,要求摄影站点的基线长度为100m,航带间距设置为350m,保证航向以及旁向的重叠控制,如像控点布设要结合局域网的布置呈“品”字形状,可在局域网的四周布设平高点。

其次,检验试验的结果,对比小地块地形的数据结果,可以将已经撤回好的DEM数据通过内插方法生成等高线,验证其进度,在实际的测绘中首先要验证等高线的走向是否一致,是否满足地形地貌的结构贴点,并用TRK进行碎步高程点控制测量,验证等高线的进度。结果可知,摄影测量的等高线和地形地貌一致,检测高程点均在预定的设计范围内,最大的偏差≤0.3m,保证了该作业形式下高程控制精度的科学性;在平面检验过程中首先要在测量区域选择一个地形复杂的区域检验平面,因矢量数据需要通过RTK碎步测量,这种方式需要在图中套合区中的DOM数据,经过对比后分析数值,如DOM数据和RTK数据融合,要求点位差控制在20cm以内,保证再改分辨率下的地形图成图精准,后期需要结合高层和平面验证结果。结果可知,在高原地区的摄影测量中,该作业方式可以满足低建筑物快速成图等要求,也能够在小于1:1000比例尺要求下获得清晰图像。

最后,优化作业思路,以上通过区域试验等方法利用无人机的摄影获取了DEM和DOM数据,整个精度控制较好且可以满足现代的成图要求,加快了高原地区摄影测量的作业效率。结合TEK融合无人机的遥感平台工作,优化整合了整个无人机高原摄影测量工作,结合RTK的碎步测量方式,实现了特殊的影像分辨管理效果,如通讯线、地缆线和光缆等设施,结合自动编码技术科学拆解数据信息,通过实际的运用可知,这种方式保证了测绘数据的精准性和完整性,也能够减少后期在实际的地形绘制中需要的重复作业,降低了内业成图的难度。

5.结语

综上所述,无人机遥感平台的高原地区摄影测量的作业的难度大幅,可结合RTK的碎步技术实现高原地区的大比例尺摄影测量,经检验分析,该工作可行,对于我国航拍更清晰的影响,提升综合任务模式质量有促进作用,建议推广。

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