关于无人机在区域地形测量中的应用研究

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关于无人机在区域地形测量中的应用研究
摘要:无人机是RS地形勘测技术中的常用设备,具有灵活性强、适用范围广等
优点。

文章首先对无人机在区域地形测量中的应用优势进行分析,进而提出几点
无人机在区域地形测量中的应用对策,以期为区域地形测量工作提供参考,解决
复杂地形勘测等方面的问题。

关键词:无人机;区域地形测量;测量数据处理
前言:在工程建设和矿山生产等活动中,都需要进行区域地形测量,了解地
形地貌,进而为工程设计提供依据。

目前无人机是区域地形测量的常用技术手段
之一,可以在无人机上搭载地形信息采集设备,并对采集到的图像进行存储和传输,通过与计算机系统配合使用,完成地形数据分析工作,整体工作效率较高,
结果较为可靠。

一、无人机在区域地形测量中的应用优势
在社会经济的快速发展下,传统测量技术由于效率低下、数据可靠性低,已
经无法满足实际生产活动的区域地形测量要求。

在以“3S”技术为核心的勘测新技
术体系发展下,无人机技术的应用越来越广泛。

利用无人机进行区域地形测绘,
主要是在无人机飞行器上搭载航摄航拍设备,对地面图像进行采集,然后在数据
传输、存储、分析处理技术的支持下,全面掌握区域地形地貌信息[1]。

采用无人机技术进行区域地形测量的优势主要在于无人机自身小巧、灵活,
不需要投入成本建立起航场地。

而且无人机在任务执行过程中,可以穿越各种复
杂地形,完成传统人工测量技术难以采集到的信息数据采集任务。

无人机测量结
果的可靠性,则取决于搭载的高清摄像设备性能水平。

随着科学技术的发展,目
前无人机能够打造的数据采集设备类型众多,功能性能较为完善,可以满足实际
测量需求。

将采集到的图像和数据传回计算机处理中心后,还可以建立立体坐标系,对目标区域地形地貌特征进行分析,得到更多有利用价值的分析数据。

因此,无人机在区域地形测量中具有多方面应用优势,是提升区域地形测量工作质量和
效率的关键途径[2]。

二、无人机在区域地形测量中的应用对策
制定测量飞行计划
利用无人机进行区域地形测量,主要基于航摄仪的对地摄像原理,在已知坐
标系下,完成中心投影和共线方程结算工作,得到外方位元素,然后恢复至物方
坐标系统。

在整个测量过程中,不需要与地面接触,可以获得的信息量较大,而
且自动化水平高。

在执行测量任务前,首先应科学设计无人机飞行计划。

根据目
标区域地形特点,对航摄区域进行划分,确保分区边界线与目标区域轮廓线相符,且地形高差应小于1/4相对飞行高度。

同时也需要考虑目标区域内的交通情况等,为无人机起飞创造条件。

在制定飞行计划时,应重点做好航线设计,按照线路走向,合理设计飞行架次,并确保测量区域宽度符合测量要求。

根据实际测量任务,选择无人机型号及飞行控制系统,搭载航摄设备,选择有利的气候条件执行飞行
任务。

应确保航摄范围能够覆盖每个方向超出航带20%的范围,在纵向位置延伸
出2条基线,合理确定航摄分辨率。

此外,在制定飞行计划时,也需要考虑环境、无人机系统等方面的影响因素,确保制定的飞行计划能够满足实际测量任务要求。

坐标控制体系布置
在坐标控制体系及控制点的布置过程中,应根据事先制定的测量任务及飞行
计划,在目标区域内合理布置GPS控制点,确保其均匀分布在目标测量区域内。

同时需要布置航摄质量控制点,也需要均匀分布在整个目标测量区域内,根据实
地考察航摄影响,一般可以按照目标区域内的道路分布情况进行布置。

在测量控
制体系布置过程中,需要使用全站仪和GPS设备等,对每个控制点实施加密。


确保后期成图质量,在执行航任务前,应检验中线位置附近测量控制点布置的合
理性,并做好控制点标志。

一般可选择三角形图案,在喷绘布上进行设计。

无人
机在区域地形测量中的应用,主要是利用无人机上搭载的航拍设备采集地面图像,由于航摄范围有限,所以合理设计飞行线路、布置控制体系十分重要。

在无人机
执行任务的过程中,需要依托与坐标控制体系及控制点,及时对航摄图像质量进
行校核,否则采集到的图像质量不达标,还需要进行重新测量。

数据测量分析计算
在无人机采集到的数据处理过程中,需要根据航摄系统采集到的BOM和
DEM数据,采用相应的数据分析技术,得到相关工程所需的信息数据。

其中,地
物数据主要根据DOM影像资料进行描绘,并根据DEM数据自动生成等高线。


以利用RCGIS自动获取DEM点云数据,结合DOM数据和等高线数据,删除干扰
的点云数据,保证数据处理精度。

然后利用经过处理的数据再次生成更加准确的
等高线,通过与DLG数据叠加,完成成图过程。

在空三加密计算方面,应先修正
数码像片,确定框标坐标残差,完成内定向计算工作。

在分析计算过程中,应找
准可能影响测量坐标准确性的因素,通过自校验平差,减小量测系统的实际误差。

在相对定向情况下,则应确保连接点之间的均匀分布,对每个标准点做好连接点
设计。

如果是自动相对定向,应确保每个图像的连接点数量在30个以上。

然后
对绝对定向、区域网平差进行计算,做好各区域之间的接边处理工作。

内、外业描绘及精度检验
在内业矢量图的数据采集过程中,需要利用全数字航摄系统采集立体数据,
并导入空三加密成果成果。

内业测量是在野外调绘后进行,主要采用刺点测图法,若地物现状与实际不符,还需要进行补测。

在外业描绘过程中,需要对各种线路
进行区分,并标明线路走向。

根据实际测量任务,确定测量目标区域要素,按照
实地位置进行标注。

如果要确定目标区域植被类型,需要对植被及覆盖区域类型
进行划分,合理确定地物点和测量点,对其作出精确统计。

在测量及数据精度检
验过程中,应对地物点点位误差进行严格控制,满足不同比例地形图的测量要求。

结束语:综上所述,无人机在区域地形测量中具有多方面的应用优势,可以
提高区域地形测量效率及质量。

在其应用过程中,通过合理设计飞行计划、构建
控制体系,并做好数据计算和校验等方面的工作,可以最大化的发挥无人机技术
优势,满足实际测量工作需求。

参考文献:
[1]邓勇,贾超.无人机在区域地形测量中的应用[J].山东工业技术,2019(12):161-162.
[2]何先宁.无人机航空摄影测量技术在地形测绘中的应用探析[J].资源信息与工程,2019,34(01):119-120.。