基于无人机航测技术的高精度地形测绘方法研究

期刊: 环球科学 2025年第8期 DOI: PDF下载

石国春

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摘要

随着科技的发展,无人机航测技术应运而生,在地形测绘方面,无人机航测技术的优势更为突出。无人机航测技术在地形测绘中的应用,可以将航空摄影测量技术、GPS定位技术、三维激光扫描技术等多项现代测绘技术融合在一起,这极大地提高了测绘的精度。因此,在实际的地形测绘工作中,应充分利用无人机航测技术,提高地形测量的精度。


关键词

无人机航测技术;高精度地形;测绘方法

正文

引言:随着科技的发展,无人机航测技术在地形测绘工作中发挥了巨大的作用。无人机航测技术具有高分辨率、机动性强等特点,将其应用在地形测绘工作中,可以提高测绘的精度。无人机航测技术具有成本低、效率高、操作简便等特点,因此,在实际的地形测绘工作中,应充分利用无人机航测技术。本文主要从无人机航测技术的原理入手,分析了无人机航测技术在高精度地形测绘中的应用以及无人机航测技术在高精度地形测绘中的优势,并结合实例对无人机航测技术在高精度地形测绘中的关键技术及流程进行了详细的分析,为相关工作人员提供参考。

一、无人机航测技术原理

无人机航测技术的原理是将无人机安装在一个特定的平台上,无人机是一种专用的飞行器,它可以在空中飞行,搭载摄像头、照相机等设备,从而获得影像数据。无人机通过接收卫星信号,实现对目标的定位,并将图像传输给地面控制中心。无人机所拍摄的影像数据中含有大量的空间信息,可以为地形测绘提供参考依据。此外,无人机航测技术还具有机动性强、工作效率高等特点。

二、无人机航测技术在地形测绘中的应用

无人机航测技术在地形测绘工作中的应用,主要是利用无人机搭载高清相机,通过远程控制无人机进行航飞,在地面对无人机获取的影像数据进行处理,将处理后的影像数据应用于地形图的绘制工作中。无人机航测技术具有成本低、效率高、操作简便等特点,因此在地形测绘工作中的应用十分广泛。无人机航测技术在地形测绘工作中的应用,主要包括:确定飞行航线、低空航测、摄影测量、数字图像处理以及成果输出等环节。

三、高精度地形测绘方法研究

3.1高精度地形测绘方法概述

高精度地形测绘方法是利用高精度的测绘仪器进行地面地物的测绘。测量地物的测绘方法可以分为直接法和间接法两种,直接法是通过直接量取待测地物的几何中心来确定其位置,间接法是通过量取待测地物的几何中心和实际位置之间的角度来确定其位置。两种方法各有优缺点。测量地物几何中心和实际位置之间的角度主要取决于待测地物的形状、大小、高度和实际高度。测量地物几何中心和实际位置之间的角度主要取决于待测地物本身的结构,如地形、植被等,所以测量地物地平面与实际地面之间的角度是一个非常复杂而又极其重要的问题。

3.2无人机航测技术在高精度地形测绘中的优势

1)无人机航测技术的应用能够使测绘的成本降低,缩短了测量时间,同时还能够使工作人员获得更加丰富的测绘信息。无人机航测技术的应用能够通过自动化和智能化的方式来完成地形测绘,使得测量的效率得到提高,工作人员也能够减少工作强度,节约人力成本。(2)无人机航测技术具有高效率、高质量以及低成本等特点,无人机航测技术能够对地形进行有效测量,并且所获取的数据信息也较为准确。同时无人机航测技术还能够在短时间内完成大量地形测绘工作,并且能够在测量结束后进行快速处理,提高了工作效率,降低了工作成本。

3.3高精度地形测绘方法的关键技术及流程

无人机航测技术应用于地形测绘中,为使无人机的飞行更加稳定,在进行航测前要做好相应准备工作,包括选择合适的飞行高度、天气、飞行航线、飞行设备等。在进行航测前要对无人机进行细致检查,确保其飞行性能良好,不会出现故障。在航测过程中要选择合适的航线,如要考虑航线的安全问题,那么就要从航向和旁向两个方面出发。如果选择了安全的航线,就可以直接进行飞行了;如果不选择安全的航线,则需要对无人机进行检查,保证其在安全的条件下进行飞行。无人机在完成航测任务后,要对数据进行处理,确保数据的准确性和完整性。

四、实验设计与数据处理

4.1实验设计

采用某公司生产的无人机(UAV-1型,采用5CX-1.00镜头)进行飞行实验,在飞行中采用自动模式,按预先设定的航线进行航线规划。航线规划主要包括航线起始点的设置、航向重叠度的设置、航线长度和航高的确定、航向角偏差的设置以及姿态角偏差的设置等。同时,对某地区进行了1:1000地形图测绘实验,在测区四周选取两个位置,分别布设了两个控制点(见图4)。测区东西长约20m,南北宽约20m,测区内共布设了8个控制点和9个像控点,像控点坐标在测区范围内进行测量,控制点坐标和像控点坐标都与实测值进行对比分析。

4.2数据采集

在进行航线规划时,由于本次实验需要对一些区域进行测绘,所以需要将飞行高度设定在15m之间,然后根据实际情况进行航线的设计。航线设计完成后,需要将其上传至无人机航线规划软件中进行航飞作业,在飞行过程中需要按照规定的顺序依次飞行。在飞行过程中,需要保持两个垂直的方向上的飞机处于水平状态。整个航线的飞行时间约为1015分钟左右。在对飞机进行航线规划时,需要将无人机的高度设置在15m之间,同时保证无人机所处的位置不能有遮挡物。为了提高无人机航测成图效率,本次实验在进行航线规划时选择了两个相同的区域进行实验。

4.3数据处理方法

本研究中的数据处理方法为:首先,将地面控制点转换为平面坐标;其次,采用无人机航测系统对其进行空中三角测量,通过RTK技术获取空中三角测量结果;然后,对空三加密成果进行地面立体模型采集;最后,使用内业处理软件进行处理。从无人机飞行平台上采集的地面控制点与从摄影测量工作站上采集的地面控制点相比,平面精度偏差在5 cm左右。此外,为了进一步验证本研究中使用的无人机航测系统的精度情况,在此基础上使用GPS-RTK对本研究中的无人机飞行平台进行了进一步验证。

结语

无人机航测技术具有高精度、高效率等特点,在地形测绘工作中发挥着重要的作用。将无人机航测技术应用于地形测绘工作中,能够有效地提高地形测绘的精度,减少人力成本,并且无人机航测技术操作简单、灵活机动,适用于地形测绘工作。本文主要对无人机航测技术在高精度地形测绘中的应用以及无人机航测技术在高精度地形测绘中的优势进行了分析,并结合实例对无人机航测技术在高精度地形测绘中的关键技术及流程进行了研究,通过本文的研究可以看出,在实际的地形测绘工作中,应充分利用无人机航测技术,从而提高地形测绘的精度。

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