低空无人机遥感在水利工程测绘中的应用研究赵越

低空无人机遥感在水利工程测绘中的应用研究赵越

黑龙江和信勘测设计有限公司黑龙江省哈尔滨市150000

摘要:对低空无人机遥感特性和应用现状了解的过程中,对小范围的水利工程测绘的应用优势进行分析和探究。另外,在实践中,对低空无人机遥感数据的处理流程和关键性技术论述之外,还要对其作出精确性的分析。文章分析低空无人机遥感技术在水利工程测绘中的具体应用。得出在水利工程测绘中应用其技术,可有效提升水利工程测绘的效率和质量。

关键词:低空无人机遥感;水利工程;测绘

随着科学技术的发展和农业化进程的推进,水利工程设施在我国现代农业发展中占据着关键性的地位,低空无人机遥感技术的出现,无疑是对我国水利工程测绘是一个伟大的进步。因此,本文就从无人机遥感系统与数据处理流程,以及在水利工程上具体性的应用进行探讨和分析,为我国水利设施建设奠定坚实的基础。

一、无人机遥感系统及数据处理流程

1.无人机飞行平台

无人机遥感是一种以无人驾驶飞行器为飞行平台,通过无线电遥控设备或机载计算机程控系统进行控制,搭载小型高分辨率数码相机,借助卫星惯性导航技术、无线电通信技术实现低空飞行,快速获取地面影像数据的系统。

本文采用的无人机系统为武汉智能鸟公司生产的KC1600电动型固定翼无人机,搭载SONYA7R相机,利用地面控制系统可以实现航线规划和飞行监控、航片自动拍摄等功能,自动化程度高,稳定可靠,安全性好。

2.非量测相机

无人机遥感系统由于自身荷载限制,只能采用普通的数码相机,即非量测相机。它与专业量测相机的区别就是相机内方位元素未知,且不稳定。其次,存在明显的镜头畸变差,如果直接用空间后方交会来计算相机的外方位元素时,精度会很差,这与摄影测量成图直接相关,因此,内方位元素和畸变差是相机鉴定的主要项目。由于普通数码相机机身和镜头连接并不牢固,加上运输及飞行过程中的颠簸震动等,相机参数往往变动较大,所以,在航飞前对机身及镜头进行加固,保持镜头与机身的位置关系不变。为了保证测绘成果精度,作业前委托专业的相机鉴定机构对相机进行检校。

二、低空无人机遥感的优点

1.机动性好,组装时间短

低空无人机遥感和卫星、航天飞机等传统测量飞行器相比,其体积更小、更加灵活。在具体应用中,可以通过机动车来运输到工作点,而且对起飞的要求也比较低,也不需要设置专用跑道,就多旋翼无人机而言,在起飞时只需要1㎡左右平地即可。同时无人机起落也比较方便,提高了低空无人机应用的适应性。低空无人机各部件的集成性越来越高,大大缩短了无人机组装的时间。

2.反应迅速,效率高

针对突发事件,低空无人机遥感可以在极短时间内,进行大范围监测,其监测效率高达300km2/(d•台),在应用前可以对无人机的飞行路线进行合理规划,同时在飞行中可以进行校对和修改,确保无人机可以按照设计标准进行应用。

3.图像处理速度快,图像分辨率高

低空无人机遥感可实现图像的实时传输,在较短时间内,把高清图像传输到控制平台上。

无人机拍摄的图像的分辨率高于目前我国卫星遥感拍摄的图形,可以实现4K高清摄像,进行1∶500以上比例尺的地图绘制。

三、无人机遥感系统在水利工程上的应用

1.试验区域

本次试验主要是在黑龙江省的某一河道,即水利工程区域作为研究区域,河道呈T字型,该地区地势较为平坦较为密集,地表物体较为繁杂。

2.无人机遥感作业流程

低空无人机遥感作业流程通常规性的航空拍摄作业流程较为相似,其中涉及到了踏勘、低空航测、快速拼图、立体测图、外业调绘等,另外,由于无人机在荷载、飞行控制,以及搭载相机方面同以往有一定差异,使得其校正的数据、测量控制、空三处理等也会有所不同。

3.无人机遥感航线设计

根据研究区域的形态、风向、比例尺的要求,计划涉及了四条航线,像素的分辨力保持在0.08m,航高控制在388m,旁向重叠度要在60%左右,航向重叠度必须保持在80%,同时,相机的曝光要按照等距曝光,当然,这也是为了保障飞行器稳定,尽可能的顺利完成航拍作业。在准备工作完成之后,首先,机组人员要在测试区域等待合适的天气;其次,检查航拍硬件是否完好;最后,选择合适的天气,尽可能在同一架次上完成所有的航飞任务,在此同时,必须保证影像资料清晰、色彩柔和、均匀。

4.无人机遥感影像拼接与像控测量

像控测量相对于传统的作业方法是有一定区别的,主要的区别就是无人机影像资料篇幅较小,数量多,大多用于紧急拍摄测绘中,对于冲印相片执行像控测量的任务是不适用的。另

外,测量的范围特性较为显著,所以,在航飞测量时,这些像控点分布区域较为均匀,色彩对比性也比较明显,辨识度非常高。

5.空中三角测

空三加密指的就是借助摄影测量解析的方法将确定区域内的所有影像的外方位元素,这也是摄影测量中最为关键的一环。当然,相对于传统的空中三角测量方法而言,无人机空三存在以下几个问题,首先,篇幅小、数据量大;其次,飞行稳定性差;最后,易受到天气的影响。

6.6DLG、DEM、DOM制作与精度分析

立体测图在全数字摄影测量工作站中,导入了空三的测量精算成果,经过定向的、核线采集工作之后,按照国家地图符号的相关规范和规定,综合性的取舍地物地貌数据同时,为了检查测图的精度,在本次试验中,采用了野外的RTK实测25个无投影差地物特征点。如水泥地、斑马线等。当然,由于此次试验全程要求进行实测,所以,在高程的精度上并没有做出任何评定,经过实验分析,在平面精度1:1000的地形图中,虽然高程没有做任何要求,但是,最终结果表明,低空无人机遥感仅适用于比例尺较大、小范围区域的航拍。

结束语:总而言之,无人机遥感技术的应用和发展,为我国水利工程测绘工作带来了全新的思路,合理应用此项技术,可大幅度提升水利工程测绘的效率和准确性。比较符合目前我国水利工程事业发展相关标准和规范的要求,具有非常广大的应用前景。

参考文献:

[1]杨培凤.基于无人机遥感在水利工程测绘中的应用[J].黑龙江水利科技,2017,45(12):141-144.

[2]王光彦,姚坚,李登富,赵培.低空无人机遥感在水利工程测绘中的应用研究[J].测绘与空间地理信息,2016,39(05):113-115+118.

标签:;  ;  ;  

低空无人机遥感在水利工程测绘中的应用研究赵越
下载Doc文档

猜你喜欢