近年来,无人机技术在人们生活、工作中广泛的应用,在地形图测绘领域更为常见,采用无人机搭载摄像机技术进行地形图测绘大大提高了工作效率和准确性,促进了测绘工程的稳步前行。其在具体应用中,由于无人机测量相机系统内部设有传感器,能直接在空中将区域地形测绘到的信息传输给地面接收站,有着效率高、体积小、测绘速度快、准确度高的优势,且测量到的数据能够直接转换形成航测相片,实现了绘图与测量同步的目的。目前,许多测绘工程领域都已经采用了无人机航测技术,大大提高了测量测绘工程工作效率,保证了测绘质量。
一、无人机航测技术概述
1、无人机航摄系统
无人机航摄系统一般由飞行平台、任务装置、地面控制站、发射与回收系统组成,本文中实验项目测区采用深圳飞马机器人科技有限公司生产的D200多旋翼平台,航测模块搭载SONYILCE-6000相机,飞控系统采用飞马无人机管家3.0航测系统,数据处理采用photoscan,smart3d,terrasolid,EPS,Global-Mapper等图像处理软件。
2、无人机航测作业流程
无人机航测作业流程主要分为外业测量和内业数据处理两大部分。外业测量包括:①资料收集,确定测区范围。②施测范围航摄参数计算,规划航线。③像控点布设与测设。④无人机影像获取。⑤外业调绘。内业数据处理包括:①空三加密。②DOM、DSM生产。③裸眼测图。④DLG生产。⑤编辑成图。⑥数据检查验收。
3、无人机航测地形测绘
在大比例尺带状地形测量中,无人机进行航测,能够运用大比例尺航测技术,使用固定翼型无人机技术参数,参照了当前普遍运用的地形图航空摄影测量规范,对于有空地和无通车的公路,更是起到了很好的量测作用。
传统的量测相机成像质量较差,内方位元素稳定性超差,突出使用了无人机数码相机,能够对于上述误差进行调整,通过在量测前开展检验发现常用的相机校验方法有直线型变换多片空间后交接等方法,但相对来说,无人机的行测检校进度需要进一步提高,运用当前较为成熟的直线性变换理论,在校验过程中将已知结构信息加以提升,取得高精度,使得室内方面元素与其他未知数一同结算,以提高结算精度。
光线束平常算法根据实际情况,在控制点数量上更合理化和均匀化,控制条件相对较高。在控制点分布集中在某一区域,使形成了分布的共面多变空间,经过校验,获得了精度更高的内方面元素初值,对某一区域进行分布式精度计算,检验成果较为可靠。运用摄影测量光束算法,引用平差模型,进行了构象其变系数的计算。
二、航线设计和控点布局
1、航线设计
在进行航线设计的时候,通常都是将地面分配率设定在14cm左右,根据1:2000比例尺进行测序的具体测量要点,根据摄影比例尺设计标准将其更改为1:20000,此时测量范围便会扩大,按照测量标准形状和区域范围实际进行划分,将其设定成四条不同的航线。测区总共覆盖了160张航片,采用30%的旁向重叠和70%的航向重叠模式。然后利用GPS系统进行风控管理系统运行,此时可以采用定点曝光技术,将其角度控制在<8°。
2、控点布局
在空中测量的时候,过去采用三角测量模式,将其覆盖整个控制点坐标点,这种测量方法在应用的时候容易出现测量质量较差、飞行状态以及环境干扰问题严重的现象。因此,目前常用的测量方法是光束法测量,有效提高了测量摄影效率和质量。此时,即便没有提供精准的内方位元素,使用航空数码相机也能够准确无误的进行拍摄,避免了复杂环境给航拍带来的影响。但是光束法在应用的时候,存在区域网水平度比较差的现象,此时可以自校广度的方式来触发自动补偿装置,相片外方位元素和加密点进行确定,拍摄清晰度得到大大的提高。
随着科技的进步和地形图测绘要求的提升,传统的光束法在应用中因网平差需要进行革新,此时常见的方法便是航线控制点的构造处理模式,并且利用附加参数对摄影数据进行纠正。首先,在控点布设的时候对相邻控点的平衡性进行分析,确保相邻相控点分别位于平衡航线区域,按照平高控制点布设要求对不规则区域网内的凹凸形状进行辨别;其次,平衡点增补完成之后,为了更好的提高无人机航测技术的应用效率,在试验中可添加多个不同专业的观测体系,此时需要注意平高像控点的布设,避免因布设密集导致地形图测绘误差。
三、无人机航空地形测量的实际应用
在某公路工程项目测绘环节采用了无人机航空地形测量技术。具体应用的时候,首先做了数据准备分析,先构建了测区,然后开展自动定向分析,根据数码摄影像需要的内定向坐标系统、航线坐标系统等熟知,确定航线的偏移量,设定科学的航线连接系统,运用人工测量方法将航线偏一点的内容进行标注。在自动转点和空中三角测量加密过程中,其次,对于标准点进行控制点的量测加密控制点之后进行平差计算。最后,无人监督状态下的数据准备工作之后,在空中三角测量加密上对粗差项点进行编辑,数据合格后输出试验结果。
立体模型数据采集,通过数字摄影测量工作站,经过加密,根据地理位置和高程点地形数据设立了立体模型。模型上对采集的地形数据进行了对应,并且通过立体模型在地形图测绘结果上进行了分析,运用非量测相机行测1:2000地形图,满足规范要求。在区域内运用五镜头倾斜航空摄影测量方法,下摄像机和测试相机焦距分别为50mm和80mm,近地点和中地点分辨率分别设为0.06m和0.03m,保证裁切后的有效影像区域覆盖拆迁影像保留分辨率<6cm的区域,自动构建三维模型,具体流程为先进行影像的导入,控制点词典增加连接点,进行空中三角测量。维模型构建之后,进行了三维检验点的均匀分布,对这些点的模型坐标数据进行了GPSRTK实测,获得了模型精度评定后的坐标数据。
四、结语
总之,无人机航测技术的应用存在着独特的优势,如复杂数据处理速度快、准确度高、精度高等,因此其被广泛的应用在个工程测量中,有着广泛的市场前景。相信随着计算机技术、信息技术的发展,无人机航测技术流程和设备软件控制必然会得到改善,相应的功能必然会更加丰富。
参考文献
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