无人机影像处理技术在测绘工程中的应用

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  • 更新时间2020-12-05
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  摘要:无人机影像技术是在无人机航测过程中常见的一项技术措施,该技术的应用强化了测绘工程的工作范围,能够有助于无人机航测工作的顺利开展。文章通过对无人机在测绘工程中的常见类型进行分析,探讨无人机影像处理技术在测绘工程中的应用,希望通过文章为相关工作提供一些参考


  关键词:无人机;影像处理;测绘工程;处理技术


  引言


  可视化管理极大地提升了项目管理的绩效,是一种行之有效的组织生产手段。对于施工现场而言,如果能够按照预设的时间节点获取施工现场实景正射影像和三维逆向模型成果,一方面,可以直接使用三维模型进行交互计算;另一方面,基于正摄影像或三维模型在地理信息平台进行二次开发,将施工数据进行重构与组织,构建施工现场的实景可视化系统,可以直观地掌控施工进程和资源调配。


  一、无人机在测绘工程中的工作类型


  (一)在地理测绘中的应用


  当前,地理测绘工作的地位越来越重要,而无人机遥感系统在地理测绘中的应用面也在不断扩大,通过强化科技支撑,对于提供优质高效的服务成效具有重要意义。无人机遥感技术作为一门新兴信息技术,其机动灵活、快速高效、精细准确的特点,在智慧城市建设、自然资源调查、应对自然灾害、应急事件处置等众多领域中得到了推广应用,在地理测绘中应用无人机遥感系统,需要相关地理信息主管部门要按照新形势、新要求、新定位,一如既往地向社会提供更加优质高效的地理信息公共服务,切实履行好新时代赋予地理信息管理的新使命。


  (二)水污染治理


  水污染治理工程中一般要在经常出现蓝藻污染的地点设置测试点,需要及时准确地掌握蓝藻生长的情况,并且保证在暴雨等恶劣天气中发挥监测作用。在此过程中无人机监测技术发挥了重要作用。无人机航测技术进行水污染防治需要对大面积的水域进行控制,通过高清摄像机和其他的图像采集传输设备实现空中数据的传输,水污染治理人员根据传输的数据进行环境保护。在水污染治理工程中进行数据采集时,一般都是无人机自动传输与人工参与结合起来完成的,这样就最大程度地保证了数据的准确性。由于无人机使用的高清摄像机大多是变焦镜头,因此需对变焦镜头进行定焦,再找到畸变参数和焦距之间的联系,就可以准确得知测量情况。


  (三)在土地动态监测中的应用


  目前,无人机遥感系统在土地的动态监测中也有一定的应用,使用无人机高分辨率影像数据来为土地利用的动态变化和资源和生态环境监测提供有效技术支持,能够方便进行资源矿产勘测、地质灾害预防防治、地质遗迹保护等工作开展。现在,借助无人机遥控技术,能够对土地进行进行提取,获得变化数据,违法土地利用进行监测,针对一些关键区域,可以运用获得的多时相数据识别,对于土地利用现状进行分析。目前,在无人机遥控系统应用,研究使用自动或者是半自动技术,研究土地利用的分类以及变化,这对于提升利用效益、促进成本降低具有重要意义。


  (四)水电管网可视化管理


  地下管网主要指厂区范围内的排洪管网、给水管网、排水管网、消防设施及管线、供暖设施及管线、强电设施及管线、弱电设施及管线。管网管理模块主要针对上述管网、管线、电缆地下设施进行维护及分析功能。首先,根据图样设计资料模拟厂内地下水电管网的属性、位置、深度、管径等;其次,根据设计提供的三维模型实现地下管网与地上建构筑物的融合;最后,通过图示即可查看管网的功能与影响范围。此外,还需要重点关注地下电缆的敷设情况。如果采用电缆沟方式敷设永久电缆,则电缆沟覆盖前应进行影像扫测和走向特征点数据的采集,录入总平管理系统的管网管理模块。对于临建区域内部的临时电缆,施工方提交的用电申请上需附加电缆走向特征点(起终点和拐点)的坐标,再通过无人机影像得到临时管线的信息。


  (五)在城市管理中的应用


  利用无人机倾斜摄影测量技术可以快速建立城市的三位实体模型,对于城市的建设与管理具有十分重要的意义。无人机倾斜摄影测量可以对城市进行实时航拍,及时更新测量数据,城市管理者通过这些数据可以制定出更科学的城市管理方案。另外,由于城市的建筑物普遍较为高大,结构复杂,使用传统测量方法工程难度很大,而无人机的介入则可以快速获取建筑信息,从而便于人们对建筑模型进行更新和处理。总之,利用无人机倾斜摄影测量技术可以加快城市化进程,促进城市发展。


  二、无人机影像处理技术在测绘工程中的应用策略


  (一)提高数据采集精度的经验性做法


  无人机航测的精度取决于很多方面,其中原始照片的好坏将决定项目能达到的最好效果。在外业采集过程中,选择较好的天气、做好相机的调校尤为重要。航摄相片为地面景物的中心投影构像,而地图是地面景物的正射投影,当地面和相片均严格水平时,两种投影结果是等效的;但地球表面起伏将引起像点位移,无人机平台飞行过程中的波动会引起相片倾斜。因此,尽量选择晴朗无风的天气条件进行航拍,以增强相片的判读性和保证飞行姿态的稳定性,从而提高相片坐标系下的像素点平面精度;在高差大于1/4相对航高的测区需分区进行航线设计,以减少由投影参考面变化造成的投影误差。


  (二)数据的处理


  在无人机航空摄影测量技术应用过程中,数据处理工作对测量技术应用成效具有直接影响,而随着近年来测量技术应用范围的不断扩大,为确保信息处理的有效性和科学性,在对数据进行处理时,为从根本上提高处理质量和处理精准度,工作人员可采取运动回复结构算法,并通过将其与计算机视觉与摄影测量学原理相结合,从而确保无人机航空摄影测量技术在使用时,即使缺少相机检校参数,也能建立较为精准的三维模型来校正数据,以此来满足后期工程的制图要求。


  (三)相片控制


  现代科技不断发展,无人机设备集中了大量的先进技术,在进行地形摄像测量工作时,不仅需要无人机对地形进行摄像数据收集,还需要对地形全面进行分析、识别。同时,无人机还配备了全球定位系统,通过结合运用摄像测量工作和定位系统,能够提高摄像测量采集数据的稳定性、实用性和可靠性。此外,测绘工作人员在使用无人机进行地形摄像测量数据收集时,要对无人机进行稳定操作,更加全面地开展图像采集工作,尽量减少外界天气因素对摄像数据信息采集的不利影响,提高无人机地形信息采集能力,给测绘人员输出更有价值的地形信息,提高地形图测绘质量。


  (四)影像的预处理


  在无人机遥感系统应用中,还需要解决分辨率的问题,要确保遥感影像精准有效,要使用高分辨率遥感数据,确保无人机平台和传感器数据讷讷够实现实施处理融合,确保无人机遥感系统全天精准有效作业。针对影像进行预处理操作的时候,主要分为畸变重的有效采样以及影像的相应拼接处理等操作。原始状态的影像数据在完成畸变重的采样之后,便可以完成数字化摄影测量的相应工作站内部各项数据的后期处理工作,在选择多面阵式数码航摄应用系统的时候,便需要完成影像的相应拼接处理作业,影像拼接作业的关键点就是针对影像进行匹配运算。


  结语


  综上所述,随着影像获取的方式增多、成本降低、数据处理速度和精度提高、影像數据集成平台的发展,建立小型施工场地实景可视化平台趋于现实,无人机影像技术的应用还将强化测量工程可视化水平,提高测量准确性,为工程建设、城市发展提供更可靠的依据。