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浏览次数:    发布时间: 2017-03-28

无人机航测 那些你不知道的事

近年来,随着国家遥感、测绘技术的迅速发展,无人机低空摄影测量技术逐渐应用于国家基础测绘、数字城市建设、生态环境监测、国土资源治理等领域。无人机低空摄影测量技术具有快速高效、机动灵活、分辨率高、处理速度快、运行成本低等特点。

目前,为获取比例尺合适的影像图,无人机航测已成为最重要的手段之一。

据悉,无人机低空摄影测量技术系统包括空中摄影系统、地面控制系统、数据处理系统 3 个部分。

其中,空中摄影系统主要包含飞行平台、数码相机和自动驾驶仪,用来完成空中测量摄影工作;地面控制系统主要是由地面运输、无人机地面控制和数据接收与交换组成,用来完成无人机控制、数据信号接收工作;数据处理系统主要包括航线设计、影响质量检查和数据后处理软件,用来完成摄影测量工作前期航线制定和后期数据处理工作。

无人机低空摄影测量技术的工作流程为:测量区域航线规划——控制无人机按照航线进行拍摄作业——存储拍摄数据——与地面控制系统实现数据交换处理——飞行任务结束无人机降落——根据数据资料选择是否进行补拍——完成无人机低空摄影测量。

第一步:准备阶段

首先,确定测绘任务中的具体项目需求,从而选择合理的无人机低空摄影设备的型号。据宇辰网记者了解,目前除了倾斜摄影和小面积测绘可能会采用多旋翼,一般工程测绘是以固定翼无人机为主。

其次,进行测绘项目整体资料的搜集和调整。

最后,进行水电工程测绘项目航线设计、现场勘查和飞机检查工作,从而为测量做好前期准备。

第二步:外业实施阶段

首先,进行现场测量环境与设备的检查,如果发现存在摄影漏洞,需要进一步根据现场的地形重新进行航线设计,重新开始低空数码航拍工作;如果没有漏洞,则可以按照原始的航拍路线进行技术处理。

其次,按照获取影像设计像控点的分布,并完成像控点的测量和记录,在此过程中,根据畸变差修正后的影像资料对像控点进行测量并修正记录,完整准确的外业测量记录,为内业数据处理奠定基础。

据专业从事航测外业工作的业内人士透露,外业的作业效果受地形因素影响最大,最怕的就是地形复杂险峻的山区。“山区作业效率低,因为地形复杂,转场很麻烦,经常绕路;有时候山很高,飞机飞上去没有信号,增加作业风险,飞机一旦失控就可能飞丢。”

此外,地形复杂的地方像控点不好布也是个难题,如果有的地面飞机飞不上去,很难产出精度较高的图。

“无人机起飞主要是弹射伞降,或者弹射滑跑,在平原上相对容易的多,转场也方便。在山区,因为有山无人机爬升需要空间,很困难。像在一个井里面,山特别高的话,即使飞起来了,也很难爬升,很多时候就得爬到山顶上。但很多时候山顶是上不去的,这种地方很难飞。这种对于外业和内业来说都是很大的挑战。内业处理的时候,因为高差大,每个地方的精度都不一样,想出一个高精度的图比较困难。”上述业内人士说。

现在有垂直起降的飞机,但也只能解决起降的问题,在山区作业,无人机直接面临的是爬升空间和信号传输问题。但是垂直起降无人机的优势不用找起降场地,在山区可以尽量到一个比较高的公路,爬升空间和信号都会好一些。

据悉,精度控制方面,现在有差分RTK和PPK的后差分处理。RTK在地形图测绘外业中应用范围非常广,和传统的测量仪器相比,不仅操作简单,而且有很高的测量精度。

例如在对城市建成区和规划区进行测绘的时候,必须对这些地区设置好控制点,为了保证这些控制点,就必须应用 RTK技术。因为如果可以快速精确地提供控制点,那么将会极大的提高施工效率。应用 RTK技术之后,就能很好的进行常规测量。

但山区由于信号问题用不了RTK,就主要使用后差分PPK来减少像控点,能减少很大工作量,精度也能提升一些。

据了解,航测的外业工作很辛苦,风险性也比较高,像是航测数据不全的情况,就很难处理。一般飞完当天会在外场检测一下,如果数据不全就只能重飞。

第三步:内业数据处理阶段

这一阶段主要分为数据采集与数据编辑两部分内容。这部分的工作任务主要是:一方面对DEM (数字高程模型)和 DOM (数字正射影像数据集)生成处理,利用技术手段和数据处理手段实现基本数据模型的生成;另一方面对DEM和 DOM数据生成的结果进行成果质量检测,保障数据输出的真实性,输出DEM 和 DOM 成果,随后,完成 DLG(数字规划地图)制作,输出 DLG 成果。

业内人士称,相较“饱经风霜”的外业工作,内业的工作可用“精细繁琐”来形容,但都同样的重要。

数据采集工作主要是对着立体显示设备看立体影像,画第一手的地图。在数据采集过程中,要求精度非常高,即所有能见的地物都要画,所有区域的等高线都要画(包括居民区),所有成图区域的高程点都要采集。

而数据编辑的工作,即修整采集人员画的一手地图。即拼接地图、修剪等高线、删减高程注记点、加图幅图框、加文字注记等。通过删减修整地图,使地图符合甲方或者规范上关于成图的要求。

经常性发生的是,图一次性生产不出来。因为采集人员看到的立体像对上可能有缺失、模糊、不确定的区域,编辑人员就要把这些地区标注出来,然后把半成品交给调绘的外业人员去补测,补测回来之后再把补测的地图添上去。

业内人士透露称,航测内业工作强度大,目前仍以劳动密集型为主,薪酬偏低,且面临高素质全面型人才缺失的问题。

不过,好在现在已有软件可以实现等高线自动生成的功能,也提供了曲线编辑的人机交互,可以对测区点云块按图框批处理生成等高线产品。随着技术的不断进步,在处理航测数据的精度和效率方面,均有望得到提升。

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