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摘要:
隨著微處理機的大范圍應用和計算機信息技術的發展,國家各部門對測繪信息的需要也越來越多,對資料內容的容量需求越來越多,對資料更新的要求越來越大。一種新型的測量方式無人機航空攝影測量不斷地出現在公眾面前,想要構建數字城市建設、數字中國就需要迫切發展低空無人飛行器航測遙感系統。本文主要通過分析無人機技術的類型以及工作優勢,來闡述無人機在測繪測量工作中的應用,希望本文能給從事無人機研究的相關科研人員一定的啟發和借鑒。
關鍵詞:
無人機;測繪工程;運用
引言
隨著近幾年經濟的快速發展,我國的各項基礎設施在不斷的完善中逐漸發展到了一個相對繁榮的時期,在這個過程中,基礎設施的建設過程慢慢的被人們重視起來,其中工程測量技術尤為重要,地形的測量也是非常重要的測繪工作。為了更好的完成這兩項工作,引進了無人機技術,來完成測繪測量。無人機技術又稱為無人機航測遙感技術,是指利用無線電設備控制無人駕駛的飛行器,并應用到生產生活中的一種現代化技術。它具有自動化、智能化、專業化快速獲取所需數據信息的特點。在近些年科學技術不斷的發展中,這項技術也不斷的更新換代,慢慢的在測繪領域中展現出它獨特的工作優勢,其中包括測繪的實時性、機動性、分辨率等等。無人機技術逐步地將傳統測量中的航空拍攝以及衛星遙感取代。無人機可以輕松地將地面影像圖片傳送回給從事測繪工程的技術人員進行分析和測量,從而大大地節省了測繪人員野外測繪的工作量,取得了巨大的社會和經濟效益。
1無人機的類型
目前,無人機的種類繁多。按無人機的控制方式可分為程控與遙控復合控制無人機、預編程自主控制無人機和無線電遙控無人機;按照無人機的用途可分為多用途無人機、軍用無人機和民用無人機;按照無人機的重量可分為大型無人機、中型無人機和小型無人機;按照無人機的飛行速度可分為超音速無人機、高音速無人機和低速無人機;按無人機的結構可分為傘翼無人機、無人飛艇、無人直升機、多旋翼無人飛行器和固定翼無人機。傘翼無人機是由纖維織物作為柔性翼面,其特點具有體積小、速度慢、適合低空飛行。無人飛艇最大的特點是自帶動力系統,可以自行控制飛行。無人直升機的特點是可以垂直起降并沿著飛行剖面飛行,靈活性和自由懸停高等特點。多旋翼無人飛行器是指機身上均勻分布了兩個或兩個以上螺旋槳(通常是四旋翼、六旋翼及八旋翼等)的飛行器。它的主要用于航空攝影。固定翼無人機以電池為動力能源,其特點是隱蔽性較好(因為電動機的聲音?。?,適用于高清航空攝影測量。
2無人機在測繪工程中的優勢
遙感系統應用在無人機中有很多有效的優勢,例如擁有很強的機動性,反應速度快,能夠迅速的完成指令,測繪信息精確度高,能夠大范圍的應用無人機,以及消耗資金少等等。
2.1監測高效迅速,處理效率高
無人機技術的高效性,在處理和應對緊急事件中能夠體現出其更大的檢測范圍,并且能夠快速的生成檢測區域清晰的圖像和各項數據,以供相關部門進行分析和做出相應的對策,這樣的優勢不僅可以提高測繪的現實性,還可以提高應急服務的能力。其中單臺無人機的周監測量最高可達2100km2左右,監測效率得到大幅度的提升。無人機的影像分辨率較之無論國內還是國外的衛星影像,都要高于他們,主要范圍就在0.1~0.5m之間。與此同時,還能快速的收集數據,并且高效的處理。
2.2范圍大且具宏觀性
監測區域情況可以利用三維仿真模擬技術來進行宏觀展示,同時這項技術能為相關部門的決策提供便利。不同航空高度的無人機擁有屬于他自己的檢測范圍,可以應對大范圍的高空檢測,可以對面積較小的地面范圍進行實時檢測,能夠得到精準的檢測結果。無人機進行遙感檢測作業中,可以實施多架無人機配合工作,主要應對大范圍上萬平方公里的監測作業。相關工作人員可以將監測到的結果通過光譜進行分析,這樣就可以得到大范圍的監測數據,在將這些信息和傳統信息結合處理分析,最終的得到整個監測區的整體信息。
3無人機技術在測繪測量中的應用
無人機民用需求的擴大以及無人機航攝技術的逐漸成熟,民用領域的各行各業都已經被該技術滲透,它可以應用于國土資源勘察、數字城市發展建設、通訊站的建立、國家地圖測繪、城市發展規劃、實時監測突發事件、災害預測和評估、城市街道交通、網線電網鋪設、礦產開發、環境管理和生態保護、森林治理、數字化農業等領域。在測繪工程中,無人機主要作用是獲取用正射像片編制的帶有公里格網、圖廓內外整飾和注記的平面圖正射影像圖。正射影像是指用無人機拍攝的像片畫圖,且整張圖沒有任何扭曲的圖像。在照片中拍攝出來的只能是一張照片,而照片拍攝出來的是多張照片。由此我們可知,要獲得正射像片,需要很多張照片疊加才能生成。
3.1低空無人機測繪測量遙感系統
低空無人機飛行器航測遙感系統能夠在各個行業中完美的實現自身價值,并且能夠推動每個行業的向前發展,主要是因為他擁有較高的實用性,例如在測繪工作中的應用,解決了在測繪工作中很多技術和環境的難題。還有獨特的創新性和優越的主干系統,無人機在新農村建設,數字化城市的建設等等這些方面起到了不可代替的作用。在多個領域都可以應用到低空無人機測繪測量遙感系統,例如一些大型的工程,新型城市的規劃,應對各類突發狀況,并且能夠加快城鄉建設。在一些環境條件較為苛刻的工作地點進行作業的時候,經常會遇到因為當地環境的原因不能用傳統的航空攝影,例如有高山的阻礙,道路原因不能夠實現正常的起降,或者云層過低等等的問題,在這個時候無人機就能夠體現出他獨特的航拍效果。在任何地形都能夠輕松的起飛,進行航空拍攝作業,這樣不僅可以提升測量效果,并且能夠精確收集高空影像。作為一種有效的監測技術手段,無人機遙感系統可以動態監測,全面而準確的掌握國土資源數量、質量、分布和變化趨勢,對相關工作人員進行引導并合理開發和利用土地資源。同時,國土資源監察可以利用該技術及時發現違規違法用地、濫占耕地、破壞生態環境等現象。
3.2土石方測量
利用航測可以算出土石方量,其原理是在無人機飛行過程中,設定一個確定的飛行高度(這個飛行高度是指與地面保持一定的高度),因此也就能知道無人機的飛行高度軌跡,自然就可以得出高程值。然后在利用在PostFlightTerra3D軟件就可以算出土石方量。
3.3無人飛艇低空航測系統
無人機對自動化的要求相對于其他技術來說是比較高的,然而map-at/cs則完美的提升了無人機的自動化能力,而且還有效地提升了影像的處理能力。這個系統在大比例尺測圖的問題上有很優秀的表現,能夠獲取高分辨率,高清晰度的影像數據。在無人機裝備上有能夠自動檢校的特寬高清數碼相機,在收集影像資料的過程中通過軟件進行檢校,同時在運用像片重疊關系來減小誤差。同時,此系統大幅度的減少了成像系統的重量,滿足了無人機低空航測的需求。
3.4無人機測繪測量遙感系統
在無人機測繪測量遙感系統下分別有三種不同的型號,倒桅尾,垂直尾和雙發型。這項系統不僅配備了小型數字相機,還能夠實現定點曝光攝影以及自動偏旋修正。這項系統主要運用在資金較少的,例如農村建設等等的項目中。雖然花費的資金比上兩個系統都要少,但是他仍然擁有著自己獨特的高性能,例如,良好的機動性和適應性。征地測量是將集體所有的土地轉為國有土地的必要環節。在實施征地測量時往往會發生土地糾紛。特別是對坡度較大土地的征收,村民希望自己以斜面丈量,而國家規定則是以平面面積作為準確面積。所以采用無人機航測,利用正射影像圖勾繪,會大大減少由于面積上的認可度帶來村民間的糾紛問題。
4結束語
目前中國正處在不斷建設和發展中,無人機技術在測量測繪等工作中都展現了他獨特的優勢和特性,所以相關部門應該不留余力的大力發展無人機技術,使無人機技術不斷的創新發展,能夠給測繪工作或者其他的各類行業提供技術支持。無人機航測遙感技術是近幾年新型的測量工具,它獲取信息數據具有全天候和全天時以及實時性的特點,所以其重視程度是非常高的,它帶來的經濟效益是非??捎^的。在研究開發無人機的過程中,做好市場調研也是相當重要的,及時了解各個行業每個客戶的技術需求,開發多個定向的研究項目,不僅能夠大量的節省資金,還能夠充分滿足客戶的需求。除此以外,還必須建立全面完善的售后服務,開發與無人機相關的網站,主要負責低空無人機測繪測量系統的應用研發。
作者:萬樹昌 單位:廣州市房地產測繪院
參考文獻
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