无人机测绘领域的应用

日期:2016-08-24        来源:互联网

摘要:无人机技术以其灵活性好、操作简单等优点,被广泛应用在测绘测量领域。合肥无人机简单介绍无人机技术的基本内容和特点,就其在矿山测量、城市规划测量和海岸地形测量中的应用进行详细分析,以供同行参考。


        关键词:无人机技术;测绘测量;城市规划;矿山测量


        1无人机技术概述


        无人机技术即无人机遥感技术,是一种将无人驾驶飞行器技术、遥感技术、通信技术和GPS定位技术等有机结合起来的,应用于地理信息测绘测量方面的应用技术,具有智能化、自动化和专业化等特点。目前,该技术已在国土资源测绘领域得到广泛应用,并已经成为世界各国的研究重点,也是未来遥感技术发展的主要方向。无人机技术可以实时更新、修改和升级地质环境测量信息和地理空间测量信息等,为政府和企业提供最新的地理信息,为环境整治、土地开发和国土资源管理等方面提供信息保障。经济和文化的繁荣使得传统的遥感技术已经无法满足人们日益增长的需求,不少古建筑、城乡地貌等发生了巨大的变化,车站、机场、港口和市政工程等建设都需要更加详尽的资料,所以运用无人机技术获取更详尽资料迫在眉睫。


        无人机技术的系统结构如图1所示,是由微型无人机平台、高分辨率数码传感器、导航和定位系统和数据处理四个部分组成的,是计算机技术、GPS技术、通信技术和数据处理等技术的集合体。该技术具有以下几个特点:①数据资料更新快。无人机采用低空飞行方法,对空间领域申请要求限制较小,只要天气适宜飞行,注册后便可飞行,从而有效地保证了数据采集和更新的及时性。②数据分辨率高。无人机上携带有高分辨率的传感器,可以获取厘米级的影像数据,能满足各种比例尺监测图的需求,这是传统技术所不能媲美的。③成本低。无人机操作简单,该技术运营成本低、高性价比,能获得较高的经济效益。






        2无人机技术在测绘测量工作中的应用分析






        2.1无人机技术在矿山测量中的应用


        随着社会经济的快速发展,煤炭资源的需求量也在不断提高,矿山开发深度和广度均有所延伸。矿山测量测绘是安全开采的基本保证,可以为矿山开采和管理提供有益的信息依据,可以保护煤炭资源和矿山周边的生态环境。


        2.1.1为数字矿山建设提供数据


        数字矿山的建设有助于为矿山开采构建良好的信息管理系统,它需要大量的遥感影像、地形图件和数字模型等基础数据;而无人机技术采用低空飞行方法获取地理信息,能克服矿山处于偏远山区、地理环境复杂的劣势,为数字矿山建设提供大量数据。


        2.1.2加强矿山环境整治的重要措施


        矿山开采破坏了周边的自然环境,如果不注重环境保护,最终将会影响到矿山开采的顺利进行。然而,矿山所处的地理环境使得环境整治较困难,获取基本的环境信息难是一直困扰相关职能部门的问题。而采用低空飞行的无人机技术能快速获取大量目标区域的雷达、彩色、多光谱遥感数据,经过数据处理,得到更多定量、定性分析数据,为矿山的环境整治提供依据。


        2.1.3矿山资源保护和利用


        矿产资源属于不可再生能源,必须合理利用和保护,严禁肆意开采。虽然有行政部门监管,但仍存在不少乱采、乱挖现象。对此,政府部门必须学会利用先进技术来监测矿山的开采情况,而采用无人机技术恰好可以实现在无人到达目标区域的情况下即可取证、空中监测的效果,实现资源保护和利用的动态检测,促进矿山开采的合理性和科学性。


        2.2无人机技术在城市规划测量中的应用


        城市规划对城市的发展至关重要,城市规划需要大量的大地测量测绘信息,采用无人机技术获取大量精度高的测量信息,根据测量信息制作数字地形模型,绘制大比例地形图,促进有关部门和人员作出科学的城市规划决策,推动城市健康发展。


        2.2.1无人机航空摄影


        低空飞行的无人机利用遥感传感器获取大量的地理信息,获取分辨率高、色彩均匀的影像资料,同时可以从不同角度拍摄同一地区的地理状况,从多方位了解目标区域的实际情况。


        2.2.2数据采集


        根据无人机的飞行状况和影像分布情况,在空三区域中的两个区域采用手动和自动结合的加密形式,有效剔除粗差信息,获取精确信息;再根据空三测量的成果进行单模型定向,如果无法定向,则需要分析在无人机航飞过程中是否存在倾角、旋偏角不合理、航线弯曲等现象,并及时调整,有效保障采集数据的准确性。


        2.2.3数据的处理


        无人机技术的数据处理中心将采集的信息进行相应的处理,从而为人们提供更加有用的数据,比如对影响资源进行色差处理。


        2.3无人机技术在海岸地形测量中的应用


        港口建设、水产养殖、围海造田、敷设电缆管道、海岸资源开发、登陆作战训练和海岸军事工程等都需要海岸地形信息,因此,海岸地形测量也是社会经济生活中的一项重要内容。在海岸地形测量中,无人机技术能满足海岸地形成图的要求,有效地提高测量效率。无人机可在预定航线上50~1000 m范围内低空飞行,并保持平稳的飞行姿态,获取大量的海岸地形航拍、摄影信息。无人机可载油5kg,一次性飞行1 600 km,滞空时间长达16h,一次性可完成100个航点,实现大区域的长时间航拍。


        2.3.1准备工作


        做好航测地区的海岸带质地、开发现状、地形地貌和滩涂等情况的调查工作。由于海岸地形测量受潮汐影响较大,所以还需调查大量的潮汐资料,以保证无人机航拍时处于海岸的低潮时间。航线设计会影响到测量精度和质量,我们可以先将航摄区域的坐标和最新地形图调入到AutoCAD中进行航线设计。由于天气会对航拍质量产生一定的影响,所以应尽量在晴朗天气作业,避免造成影像资料的模糊、重叠、能见度低等问题。


        2.3.2布设控制点


        布设控制点主要有以下几种情况:①单航带可以覆盖测量区域时,则隔3~4条基线布设梯队平高控制点;②单航带无法覆盖测量区域时,需沿航向每隔3~4条基线布设1个平高点,沿旁向间隔航线布设1个平高电气,在整个测量区域中心布设1个平高点。所有的控制点均匀地分布在测量区域,且有非常明显的标记,保证1张成片上的控制点在4~6个。


        2.3.3数据处理


        处理分析获得的地理信息数据,再综合各方面信息绘制海岸地形图。






        3结束语






        随着无人机技术的发展,人们对其的关注也越来越多,大量试验表明其在测绘测量工作中的应用是可行性,同时无人机技术也逐渐从技术研发走向实际运用,在提高测绘测量精度、获取高清晰影像资料、加快信息更新、提高测量安全性等方面起到重要作用。相比较于传统的载人飞机航空遥感技术而言,无人机技术明显的优势在实践中已得到验证,其在社会各行各业被广泛应用,促进了社会经济的和谐发展。

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