无人机测绘数据处理关键技术及应用的研究

2020-03-09苏毅懋

中国金属通报 2020年22期

苏毅懋

（江西省勘察设计研究院，江苏南昌 330000）

无人机测绘技术是现代科学技术发展的重要体现。无人机数据处理产品不仅具有高移动性和灵活性，与传统的监控和绘图记录相比，也提高了测绘技术的有效性和准确性。此外，无人机测绘的运行成本相对较低，不受外部使用条件的限制，目前无人机测图已广泛应用于监测测绘行业，不仅减少了人工处理测绘数据的工作量，同时也大大提高了测绘的效率和精度，这是我国测绘业发展的一大进步，鉴于此，研究无人机监测测绘数据处理的关键技术和应用具有重要的现实意义。

1 无人机遥感技术的优势

1.1 具有安全性和可靠性

无人机遥感在我国应用时间不长，但随着我国科学技术的不断发展对地质测量的工作要求越来越高。单一的遥感技术在实际应用中容易出错，无人机遥感技术也是如此。因此，必须将不同的遥感系统进行有机组合，达到效益互补的效果，更好地利用遥感技术解决各种问题。所以，无人机遥感技术与其他系统的有机结合有利于保障其效果。采用无人机遥感技术，在利用遥感进行测量时，无人机技术可以很好的指导无人机，通过计算机与图像处理技术进行完美的结合，使测量工作更加高效，同时也提高了测量工作的准确性和科学性。

1.2 具有灵活性

无人机有很多优点。与传统的航空摄影飞机相比，它体积更小，速度更快。在摄影过程中，成像技术比航空摄影机更灵敏、更真实、更丰富。无人机技术需要投入大量的人力物力总成本和投资相对来说高。中国但随着科技进步，无人机遥感技术正在逐步降低自身的运营成本，并通过科技发展，在后续活动中，会更多更简单。无人机由于任何人执行实际功能时，如果飞行距离相同，则比飞机航拍更经济价值。随着现代无人机技术和信息技术的不断发展，我们可以不断地在空中进行测量工作。

与其它航拍设备相比，无人机在航拍摄影方面受到的限制较少，在进行野外测绘时无人机方便携带，除此之外，因其具有高度灵活性，无人机在云层下飞行安全性高，大大降低了航空摄影的风险。无人机已经广泛应用在矿山地形测量中，为了让该地区的测量效率有效地改善，首先必须尽可能发挥其优越的性能。在没有遇到特殊自然环境下，无人机都可以正常着陆，并且在段时间内皆可以再次升空，简单的操作系统和低运行成本，使无人机的利用率有了明显提高。矿山地形测绘使用无人机，无论从测绘结果和工作效率等方面都较为适合，可以节省许多人力。需要进行应急测绘区域，无人机测绘能做到紧急支援。相比于卫星和有人机测绘，可做到短时间内快速完成，及时提供客户所需要的结果。相比人工测绘无人机每天可测得几十万平方公里区域，在小范围快速测量中有良好的应用前景。无人机测绘时配备高精度数字成像设备，水平或倾斜摄影技术，除非通过垂直图像的拍摄，可以采用多角度摄影，可以收集到具有高分辨率的纹理图像，有效解决了复杂地形区域图像收集困难问题。

1.3 数据处理费用少

无人机在成本管理系统的过程中，比飞机系统简单，价格比普通无人机便宜约6 倍。因为无人机驾驶员只需要在地面或计算机中控制终端。在无人机工作和训练方面，它所携带的装备具有很多先进和高科技的特点，在实际拍摄的过程中会有更高的精度和准确性。

2 无人机测绘技术数据处理的概述

无人机作为当今时代的主要产品，广泛应用于军事和民用领域。通过无人机在工程研究中的应用，大大提高了测量效率，保证了测绘的准确性。无人机系统的主要方面包括：数据传输系统、飞行控制系统、导航系统。根据无人机机翼的结构，可分为固定翼无人机和多旋翼无人机，其中四轴无人机轴线是多旋翼无人机的主要代表。无人机数据处理的主要原理是：将从无人机监测点获得的数据信息结合无人机图像数据，得到相关的数字产品。无人机测绘的精度对后续工作有着重要影响，因此相关研究者应予以高度重视。目前使用无人机技术不仅可以对大范围内的目标进行监视，而且可以对小范围内的目标进行监视，实现良好的监视效果。无人机技术监测规模扩大，它在监测和绘图技术中的应用将扩大测量范围。同时利用无人机技术，可以用立体的形式反映目标区域内相应设备的实际情况，进一步提高能见度。

3 无人机测绘处理的技术

3.1 摄影测绘技术

在无人机测绘的过程中必须到在的设备是相机，所以摄影测绘技术在无人机测绘处理的技术中有非常重要的地位。摄影测绘技术实际上是通过摄影获取关于物体信息的一种技术，随着科学和技术的发展，目前的摄影测绘技术已成为数子化摄影制图的一个阶段，这主要包括利用图像处理和计算机技术进行图像制图，并将大量的外部测绘数据进行传送。这种技术不仅非常精确，而且非常迅速，在某些人口稠密地区，使用这种技术可以有效绘制大面积地图，为工程建设提供良好指导。摄影测绘技术在地形工程中的应用大大提高了工程测绘的精确度和速度，同时也提高了测绘的质量和速度，节省了大量的人力和财政资源以及建筑费用。

3.2 数字化测绘技术

数字化制图技术的应用，我国数字制图技术的应用得到了发展。传统绘制地形图和工程图需要大量的人力和物力资源，而且施工环境很困难，由于地图的长度和形态的变化，很难适应不断变化的城市建筑和现代工程的需要。利用无人机技术的低空摄影和监测功能，有效地将数据收集与数字制图结合起来，它们形成了一个包括从外部到内部的数据处理和制图的自动化制图系统，它不仅使制图自动化，减少制图的困难。

3.3 PPK 技术

一般来说，无人机的重量相对较轻，飞行姿态具有一定的不稳定性，对成像精度的要求有一定的影响。所以，在无人机进行拍摄过程中要记录每张照片的位置。PPK，即动态后处理技术，是一种借助载波相位进行差分的GPS 定位技术。与传统的测量技术相比，PPK 技术不仅对能见度、季节、气候等外部环境条件要求较低，而且工作半径更大。能够让建设用地勘测程序得到简化，实现检测速度与精度的提升,为测绘的质量与效率提供可靠的保障。

4 无人机测绘技术的应用

4.1 在建筑工程中的运用

建筑工程对地基质量的要求很高，因为地基的质量对随后工程的总体质量起到决定性的作用，在施工之前，必须绘制一张地图，标明施工地点。在开始建造基础之前，需要对周围环境和地下建筑有一个清楚的了解，无人机测绘技术可以为建筑工程提供一份详细和准确的地质信息报告，根据这一报告，建筑师可以设计地基，并在实际建造过程中，不会对其他的工程产生影响，进一步发挥测绘技术在建筑工程中的作用。

4.2 在矿山工程中的运用

无人机测绘技术也在测绘矿山方面也发挥重要作用。总的来说，矿山处于复杂的自然地理环境中，如果使用过去的测绘技术，可能会遇到很大的困难。矿山周围的地质环境可对随后的开采活动产生重大影响，如果不充分的对矿山的地质和地形特征进行了解，在开采过程中很容易发生安全事故。利用无人机测绘技术，全面了解与采矿环境有关的信息。不仅提高矿物资源研究的效率，而且减少人力和物质资源在测绘方面的浪费。在完成第一次航拍后,地面控制人员可以对无人机反馈的拍摄信息进行检查。如果监测测绘数据不能满足要求，需要调整无人机的航程和高度，直到收集到足够的测量数据。最后，综合分析无人机采集的测绘数据，获取矿山的具体信息，包括地形特征、交通状况、植被覆盖率等，这将有助于矿工充分了解施工环境，加强矿物资源开采的安全。