低空無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)范文

時(shí)間:2023-12-06 17:55:21

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低空無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)

篇1

關(guān)鍵詞:低空無(wú)人機(jī) 航攝遙感 應(yīng)用

中圖分類號(hào):V2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-3791(2013)02(a)-0046-01

低空無(wú)人機(jī)航攝遙感是以低速無(wú)人駕駛飛機(jī)為空中遙感操作平臺(tái),用彩色、黑白、紅外、攝像等技術(shù)從空中拍攝地表地物、地貌影像數(shù)據(jù),并用計(jì)算機(jī)對(duì)影像數(shù)據(jù)信息進(jìn)行加工處理。匯集了遙感、通訊、GPS差分定位、遙控等技術(shù)與計(jì)算機(jī)軟件處理技術(shù)的新型應(yīng)用技術(shù)。

隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的迅速發(fā)展,我國(guó)諸多部門都已擁有了大量的衛(wèi)星遙感影像和傳統(tǒng)航空攝影數(shù)據(jù),但對(duì)局部地區(qū)急需的實(shí)時(shí)性、機(jī)動(dòng)性、高分辨率遙感數(shù)據(jù)的需求趨勢(shì)也明顯增加。相對(duì)于傳統(tǒng)的以衛(wèi)星、大飛機(jī)為搭載平臺(tái)的遙感數(shù)據(jù)和影像資料獲取大范圍的地理國(guó)情信息,低空無(wú)人機(jī)航攝遙感更具有機(jī)動(dòng)、靈活等優(yōu)點(diǎn),使得該系統(tǒng)在小區(qū)域測(cè)繪和應(yīng)急數(shù)據(jù)獲取等方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。

1 廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域

隨著我國(guó)科技的不斷進(jìn)步,信息化建設(shè)的快速發(fā)展以及政策的正確引導(dǎo),低空無(wú)人機(jī)航攝的研究發(fā)展在設(shè)計(jì)、飛行控制、數(shù)據(jù)傳輸、信息獲取、生產(chǎn)制造及廣泛應(yīng)用等技術(shù)領(lǐng)域都取得了很大的進(jìn)步,滿足了實(shí)際應(yīng)用需要。

最近幾年,隨著國(guó)家遙感、測(cè)繪技術(shù)的大力推動(dòng),低空無(wú)人機(jī)航攝遙感技術(shù)逐漸應(yīng)用于國(guó)家基礎(chǔ)測(cè)繪、數(shù)字城市建設(shè)、生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)、國(guó)土資源治理,礦產(chǎn)資源合理開(kāi)發(fā)利用、土地利用調(diào)查、海洋環(huán)境監(jiān)測(cè),水利資源開(kāi)發(fā)利用、農(nóng)作物監(jiān)測(cè)與評(píng)估、自然災(zāi)害預(yù)防、城市規(guī)劃與市政建設(shè)、森林防火保護(hù)、公共安全、國(guó)防事業(yè)、數(shù)字地球等領(lǐng)域。

2 特殊的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)

低空無(wú)人機(jī)航攝遙感具有以下幾點(diǎn)。

2.1 快速 高效

針對(duì)應(yīng)急測(cè)繪的項(xiàng)目,由于時(shí)間緊、任務(wù)急、情況特殊等,如:山體滑坡、洪水泛濫、森林救火、海上污染等自然災(zāi)害的發(fā)生,特別是2008年5月12日四川汶川、北川和2010年4月14日青海玉樹(shù)發(fā)生大地震后,急需災(zāi)區(qū)實(shí)時(shí)影像資料用于災(zāi)情分析和救援工作的開(kāi)展,這種緊急情況下,利用低空無(wú)人機(jī)航攝遙感技術(shù)就起到非常重要的作用,能夠在最短時(shí)間內(nèi)獲取高清晰影像數(shù)據(jù),以利于救災(zāi)指揮、災(zāi)情評(píng)估及災(zāi)區(qū)重建的規(guī)劃和設(shè)計(jì)需要。

去年,安徽省測(cè)繪局利用低空無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)對(duì)合肥市周邊地區(qū)進(jìn)行秸稈焚燒監(jiān)察活動(dòng)。通過(guò)獲取的正射影像處理和分析,準(zhǔn)確評(píng)估秸稈焚燒的地點(diǎn)、面積、危害程度等,對(duì)合肥市政府有效治理秸稈焚燒對(duì)空氣、航班的影響起到非常重要的作用。

2.2 機(jī)動(dòng) 靈活

在測(cè)繪工作中,低空無(wú)人機(jī)快速出擊的響應(yīng)能力是應(yīng)急遙感測(cè)繪有力的保障,低空無(wú)人機(jī)因?yàn)闄C(jī)身設(shè)備輕便、運(yùn)輸靈活、越野能力強(qiáng)、對(duì)起降場(chǎng)地要求低、起降方式多種多樣,而且安裝、調(diào)試、起飛作業(yè)快捷等優(yōu)點(diǎn),得到廣大用戶的滿意和廣泛應(yīng)用。特別是在山高、地形復(fù)雜、客觀起降條件差的情況下,使用大飛機(jī)航空攝影較為困難的地區(qū),應(yīng)用低空無(wú)人機(jī)就可以快速獲取高精度、高清新影像數(shù)據(jù)資料,極大提高測(cè)繪成果的實(shí)效性,提高了測(cè)繪應(yīng)急保障服務(wù)能力。

2.3 分辨率高、處理速度快

低空無(wú)人機(jī)航攝遙感數(shù)據(jù)分辨率可達(dá)到0.1~0.5 m,相對(duì)衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)具有很大的優(yōu)越性。數(shù)據(jù)采集處理速度快,目前可達(dá)到一個(gè)工作日單機(jī)3架次航空攝影100 km2,及時(shí)為政府和用戶單位提供地理信息數(shù)據(jù)。去年上半年,我院利用低空無(wú)人機(jī)航攝遙感技術(shù)順利完成了金寨縣天堂寨鎮(zhèn)40 km2和金寨縣產(chǎn)業(yè)園60 km2范圍1∶1000比例尺地形圖測(cè)繪工作。特別是天堂寨鎮(zhèn)屬于大別山區(qū),測(cè)區(qū)內(nèi)地形復(fù)雜多樣,最高海拔800多米,相對(duì)高差200多米,利用常規(guī)航空攝影方法在30個(gè)工作日內(nèi)完成測(cè)繪任務(wù),顯然不可能。因此,我院利用無(wú)人機(jī)技術(shù)在一個(gè)工作日內(nèi)就獲取了天堂寨鎮(zhèn)40 km2的全部影像數(shù)據(jù),再經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理、像控測(cè)量、加密、采集、調(diào)繪、編輯等工序,最終在預(yù)定工期內(nèi),將合格的地形圖資料提供給天堂寨鎮(zhèn),得到了鎮(zhèn)領(lǐng)導(dǎo)的高度評(píng)價(jià),為我們測(cè)繪行業(yè)也贏得了榮譽(yù)。

2.4 運(yùn)行成本低

低空無(wú)人機(jī)航攝遙感數(shù)據(jù)不僅具有衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)的價(jià)值,而且具有大飛機(jī)航空攝影的快速采集優(yōu)勢(shì)。低空無(wú)人機(jī)不需要大飛機(jī)那樣的專業(yè)停機(jī)場(chǎng)和專業(yè)的駕駛員班組,儲(chǔ)存、運(yùn)輸、飛行作業(yè)均方便快捷。而且根據(jù)高性能自動(dòng)處理技術(shù),在短時(shí)間內(nèi)完成航攝數(shù)據(jù)的預(yù)處理,精加工以及數(shù)據(jù)快速輸出等,不僅縮短工期,而且整體費(fèi)用得以極大的降低。

3 先進(jìn)的技術(shù)水平

低空無(wú)人機(jī)航攝遙感得到國(guó)土資源部、國(guó)家測(cè)繪地理信息局的大力支持,在全國(guó)各省測(cè)繪局系統(tǒng)進(jìn)行全面推廣,同時(shí)研究單位加大研發(fā)力度,逐步建立起了低空無(wú)人機(jī)服務(wù)體系,真正解決運(yùn)行維護(hù)、專業(yè)培訓(xùn)、技術(shù)更新、售后服務(wù)等工作,建立了更加完善的低空無(wú)人機(jī)系統(tǒng),整體技術(shù)水平和影像數(shù)據(jù)處理能力都得到很大的提高。

目前,我國(guó)低空無(wú)人機(jī)已廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通、水利、國(guó)防、土地等行業(yè),特別是低空無(wú)人機(jī)航攝遙感系統(tǒng)已實(shí)現(xiàn)了雪域高原上的航空攝影測(cè)量,開(kāi)創(chuàng)了像青藏高原等特殊地區(qū)無(wú)人機(jī)測(cè)繪遙感技術(shù)應(yīng)用的先河。另外,我國(guó)低空無(wú)人機(jī)航攝遙感系統(tǒng)基于GPS導(dǎo)航控制的定點(diǎn)曝光攝影和飛控系統(tǒng)控制的自動(dòng)旋偏修正技術(shù),采用了高精度幾何檢校標(biāo)定的小型數(shù)碼相機(jī)或掃描儀,作為機(jī)栽遙感設(shè)備,再通過(guò)影像自動(dòng)識(shí)別、快速拼接、鑲嵌軟件,實(shí)現(xiàn)影像數(shù)據(jù)的快速處理,完成的航攝影像數(shù)據(jù)基本滿足1∶500~1∶2000大比例尺測(cè)繪需求。當(dāng)今,我國(guó)低空無(wú)人機(jī)航攝遙感技術(shù)已達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。

4 良好的發(fā)展前景

目前,我國(guó)正處于快速發(fā)展時(shí)期,各行各業(yè)對(duì)測(cè)繪的需求與日俱增,各領(lǐng)域規(guī)劃、建設(shè)都離不開(kāi)先進(jìn)的測(cè)繪技術(shù)支持,大力開(kāi)展低空無(wú)人機(jī)航攝遙感技術(shù)推廣應(yīng)用,是更好更快為國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)提供實(shí)時(shí)地理信息數(shù)據(jù)的重要手段,為領(lǐng)導(dǎo)決策提供支持和信息服務(wù)。另外,以低空無(wú)人機(jī)航攝遙感為載體,以權(quán)威、精準(zhǔn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),為政府和公眾積極參與我國(guó)各行各業(yè)建設(shè)和管理,提供了新穎、直觀、可視化的服務(wù)平臺(tái),對(duì)于我國(guó)其他行業(yè)的發(fā)展提供有力的測(cè)繪保障。

總之,開(kāi)展低空無(wú)人機(jī)航攝遙感技術(shù)推廣應(yīng)用,是推進(jìn)我國(guó)測(cè)繪科技自主創(chuàng)新的重要舉措。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展需求,特別是國(guó)土資源部提出國(guó)土資源信息化“十二五”規(guī)劃,建立全國(guó)國(guó)土資源遙感監(jiān)測(cè)和地理國(guó)情監(jiān)測(cè)以及加快推進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)各領(lǐng)域信息化建設(shè)等要求,今后低空無(wú)人機(jī)航攝遙感技術(shù)的應(yīng)用空間將更加廣闊。

參考文獻(xiàn)

篇2

隨著微處理機(jī)的大范圍應(yīng)用和計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的發(fā)展,國(guó)家各部門對(duì)測(cè)繪信息的需要也越來(lái)越多,對(duì)資料內(nèi)容的容量需求越來(lái)越多,對(duì)資料更新的要求越來(lái)越大。一種新型的測(cè)量方式無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量不斷地出現(xiàn)在公眾面前,想要構(gòu)建數(shù)字城市建設(shè)、數(shù)字中國(guó)就需要迫切發(fā)展低空無(wú)人飛行器航測(cè)遙感系統(tǒng)。本文主要通過(guò)分析無(wú)人機(jī)技術(shù)的類型以及工作優(yōu)勢(shì),來(lái)闡述無(wú)人機(jī)在測(cè)繪測(cè)量工作中的應(yīng)用,希望本文能給從事無(wú)人機(jī)研究的相關(guān)科研人員一定的啟發(fā)和借鑒。

關(guān)鍵詞:

無(wú)人機(jī);測(cè)繪工程;運(yùn)用

引言

隨著近幾年經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,我國(guó)的各項(xiàng)基礎(chǔ)設(shè)施在不斷的完善中逐漸發(fā)展到了一個(gè)相對(duì)繁榮的時(shí)期,在這個(gè)過(guò)程中,基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)過(guò)程慢慢的被人們重視起來(lái),其中工程測(cè)量技術(shù)尤為重要,地形的測(cè)量也是非常重要的測(cè)繪工作。為了更好的完成這兩項(xiàng)工作,引進(jìn)了無(wú)人機(jī)技術(shù),來(lái)完成測(cè)繪測(cè)量。無(wú)人機(jī)技術(shù)又稱為無(wú)人機(jī)航測(cè)遙感技術(shù),是指利用無(wú)線電設(shè)備控制無(wú)人駕駛的飛行器,并應(yīng)用到生產(chǎn)生活中的一種現(xiàn)代化技術(shù)。它具有自動(dòng)化、智能化、專業(yè)化快速獲取所需數(shù)據(jù)信息的特點(diǎn)。在近些年科學(xué)技術(shù)不斷的發(fā)展中,這項(xiàng)技術(shù)也不斷的更新?lián)Q代,慢慢的在測(cè)繪領(lǐng)域中展現(xiàn)出它獨(dú)特的工作優(yōu)勢(shì),其中包括測(cè)繪的實(shí)時(shí)性、機(jī)動(dòng)性、分辨率等等。無(wú)人機(jī)技術(shù)逐步地將傳統(tǒng)測(cè)量中的航空拍攝以及衛(wèi)星遙感取代。無(wú)人機(jī)可以輕松地將地面影像圖片傳送回給從事測(cè)繪工程的技術(shù)人員進(jìn)行分析和測(cè)量,從而大大地節(jié)省了測(cè)繪人員野外測(cè)繪的工作量,取得了巨大的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。

1無(wú)人機(jī)的類型

目前,無(wú)人機(jī)的種類繁多。按無(wú)人機(jī)的控制方式可分為程控與遙控復(fù)合控制無(wú)人機(jī)、預(yù)編程自主控制無(wú)人機(jī)和無(wú)線電遙控?zé)o人機(jī);按照無(wú)人機(jī)的用途可分為多用途無(wú)人機(jī)、軍用無(wú)人機(jī)和民用無(wú)人機(jī);按照無(wú)人機(jī)的重量可分為大型無(wú)人機(jī)、中型無(wú)人機(jī)和小型無(wú)人機(jī);按照無(wú)人機(jī)的飛行速度可分為超音速無(wú)人機(jī)、高音速無(wú)人機(jī)和低速無(wú)人機(jī);按無(wú)人機(jī)的結(jié)構(gòu)可分為傘翼無(wú)人機(jī)、無(wú)人飛艇、無(wú)人直升機(jī)、多旋翼無(wú)人飛行器和固定翼無(wú)人機(jī)。傘翼無(wú)人機(jī)是由纖維織物作為柔性翼面,其特點(diǎn)具有體積小、速度慢、適合低空飛行。無(wú)人飛艇最大的特點(diǎn)是自帶動(dòng)力系統(tǒng),可以自行控制飛行。無(wú)人直升機(jī)的特點(diǎn)是可以垂直起降并沿著飛行剖面飛行,靈活性和自由懸停高等特點(diǎn)。多旋翼無(wú)人飛行器是指機(jī)身上均勻分布了兩個(gè)或兩個(gè)以上螺旋槳(通常是四旋翼、六旋翼及八旋翼等)的飛行器。它的主要用于航空攝影。固定翼無(wú)人機(jī)以電池為動(dòng)力能源,其特點(diǎn)是隱蔽性較好(因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)的聲音?。m用于高清航空攝影測(cè)量。

2無(wú)人機(jī)在測(cè)繪工程中的優(yōu)勢(shì)

遙感系統(tǒng)應(yīng)用在無(wú)人機(jī)中有很多有效的優(yōu)勢(shì),例如擁有很強(qiáng)的機(jī)動(dòng)性,反應(yīng)速度快,能夠迅速的完成指令,測(cè)繪信息精確度高,能夠大范圍的應(yīng)用無(wú)人機(jī),以及消耗資金少等等。

2.1監(jiān)測(cè)高效迅速,處理效率高

無(wú)人機(jī)技術(shù)的高效性,在處理和應(yīng)對(duì)緊急事件中能夠體現(xiàn)出其更大的檢測(cè)范圍,并且能夠快速的生成檢測(cè)區(qū)域清晰的圖像和各項(xiàng)數(shù)據(jù),以供相關(guān)部門進(jìn)行分析和做出相應(yīng)的對(duì)策,這樣的優(yōu)勢(shì)不僅可以提高測(cè)繪的現(xiàn)實(shí)性,還可以提高應(yīng)急服務(wù)的能力。其中單臺(tái)無(wú)人機(jī)的周監(jiān)測(cè)量最高可達(dá)2100km2左右,監(jiān)測(cè)效率得到大幅度的提升。無(wú)人機(jī)的影像分辨率較之無(wú)論國(guó)內(nèi)還是國(guó)外的衛(wèi)星影像,都要高于他們,主要范圍就在0.1~0.5m之間。與此同時(shí),還能快速的收集數(shù)據(jù),并且高效的處理。

2.2范圍大且具宏觀性

監(jiān)測(cè)區(qū)域情況可以利用三維仿真模擬技術(shù)來(lái)進(jìn)行宏觀展示,同時(shí)這項(xiàng)技術(shù)能為相關(guān)部門的決策提供便利。不同航空高度的無(wú)人機(jī)擁有屬于他自己的檢測(cè)范圍,可以應(yīng)對(duì)大范圍的高空檢測(cè),可以對(duì)面積較小的地面范圍進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè),能夠得到精準(zhǔn)的檢測(cè)結(jié)果。無(wú)人機(jī)進(jìn)行遙感檢測(cè)作業(yè)中,可以實(shí)施多架無(wú)人機(jī)配合工作,主要應(yīng)對(duì)大范圍上萬(wàn)平方公里的監(jiān)測(cè)作業(yè)。相關(guān)工作人員可以將監(jiān)測(cè)到的結(jié)果通過(guò)光譜進(jìn)行分析,這樣就可以得到大范圍的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),在將這些信息和傳統(tǒng)信息結(jié)合處理分析,最終的得到整個(gè)監(jiān)測(cè)區(qū)的整體信息。

3無(wú)人機(jī)技術(shù)在測(cè)繪測(cè)量中的應(yīng)用

無(wú)人機(jī)民用需求的擴(kuò)大以及無(wú)人機(jī)航攝技術(shù)的逐漸成熟,民用領(lǐng)域的各行各業(yè)都已經(jīng)被該技術(shù)滲透,它可以應(yīng)用于國(guó)土資源勘察、數(shù)字城市發(fā)展建設(shè)、通訊站的建立、國(guó)家地圖測(cè)繪、城市發(fā)展規(guī)劃、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)突發(fā)事件、災(zāi)害預(yù)測(cè)和評(píng)估、城市街道交通、網(wǎng)線電網(wǎng)鋪設(shè)、礦產(chǎn)開(kāi)發(fā)、環(huán)境管理和生態(tài)保護(hù)、森林治理、數(shù)字化農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域。在測(cè)繪工程中,無(wú)人機(jī)主要作用是獲取用正射像片編制的帶有公里格網(wǎng)、圖廓內(nèi)外整飾和注記的平面圖正射影像圖。正射影像是指用無(wú)人機(jī)拍攝的像片畫(huà)圖,且整張圖沒(méi)有任何扭曲的圖像。在照片中拍攝出來(lái)的只能是一張照片,而照片拍攝出來(lái)的是多張照片。由此我們可知,要獲得正射像片,需要很多張照片疊加才能生成。

3.1低空無(wú)人機(jī)測(cè)繪測(cè)量遙感系統(tǒng)

低空無(wú)人機(jī)飛行器航測(cè)遙感系統(tǒng)能夠在各個(gè)行業(yè)中完美的實(shí)現(xiàn)自身價(jià)值,并且能夠推動(dòng)每個(gè)行業(yè)的向前發(fā)展,主要是因?yàn)樗麚碛休^高的實(shí)用性,例如在測(cè)繪工作中的應(yīng)用,解決了在測(cè)繪工作中很多技術(shù)和環(huán)境的難題。還有獨(dú)特的創(chuàng)新性和優(yōu)越的主干系統(tǒng),無(wú)人機(jī)在新農(nóng)村建設(shè),數(shù)字化城市的建設(shè)等等這些方面起到了不可代替的作用。在多個(gè)領(lǐng)域都可以應(yīng)用到低空無(wú)人機(jī)測(cè)繪測(cè)量遙感系統(tǒng),例如一些大型的工程,新型城市的規(guī)劃,應(yīng)對(duì)各類突發(fā)狀況,并且能夠加快城鄉(xiāng)建設(shè)。在一些環(huán)境條件較為苛刻的工作地點(diǎn)進(jìn)行作業(yè)的時(shí)候,經(jīng)常會(huì)遇到因?yàn)楫?dāng)?shù)丨h(huán)境的原因不能用傳統(tǒng)的航空攝影,例如有高山的阻礙,道路原因不能夠?qū)崿F(xiàn)正常的起降,或者云層過(guò)低等等的問(wèn)題,在這個(gè)時(shí)候無(wú)人機(jī)就能夠體現(xiàn)出他獨(dú)特的航拍效果。在任何地形都能夠輕松的起飛,進(jìn)行航空拍攝作業(yè),這樣不僅可以提升測(cè)量效果,并且能夠精確收集高空影像。作為一種有效的監(jiān)測(cè)技術(shù)手段,無(wú)人機(jī)遙感系統(tǒng)可以動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè),全面而準(zhǔn)確的掌握國(guó)土資源數(shù)量、質(zhì)量、分布和變化趨勢(shì),對(duì)相關(guān)工作人員進(jìn)行引導(dǎo)并合理開(kāi)發(fā)和利用土地資源。同時(shí),國(guó)土資源監(jiān)察可以利用該技術(shù)及時(shí)發(fā)現(xiàn)違規(guī)違法用地、濫占耕地、破壞生態(tài)環(huán)境等現(xiàn)象。

3.2土石方測(cè)量

利用航測(cè)可以算出土石方量,其原理是在無(wú)人機(jī)飛行過(guò)程中,設(shè)定一個(gè)確定的飛行高度(這個(gè)飛行高度是指與地面保持一定的高度),因此也就能知道無(wú)人機(jī)的飛行高度軌跡,自然就可以得出高程值。然后在利用在PostFlightTerra3D軟件就可以算出土石方量。

3.3無(wú)人飛艇低空航測(cè)系統(tǒng)

無(wú)人機(jī)對(duì)自動(dòng)化的要求相對(duì)于其他技術(shù)來(lái)說(shuō)是比較高的,然而map-at/cs則完美的提升了無(wú)人機(jī)的自動(dòng)化能力,而且還有效地提升了影像的處理能力。這個(gè)系統(tǒng)在大比例尺測(cè)圖的問(wèn)題上有很優(yōu)秀的表現(xiàn),能夠獲取高分辨率,高清晰度的影像數(shù)據(jù)。在無(wú)人機(jī)裝備上有能夠自動(dòng)檢校的特寬高清數(shù)碼相機(jī),在收集影像資料的過(guò)程中通過(guò)軟件進(jìn)行檢校,同時(shí)在運(yùn)用像片重疊關(guān)系來(lái)減小誤差。同時(shí),此系統(tǒng)大幅度的減少了成像系統(tǒng)的重量,滿足了無(wú)人機(jī)低空航測(cè)的需求。

3.4無(wú)人機(jī)測(cè)繪測(cè)量遙感系統(tǒng)

在無(wú)人機(jī)測(cè)繪測(cè)量遙感系統(tǒng)下分別有三種不同的型號(hào),倒桅尾,垂直尾和雙發(fā)型。這項(xiàng)系統(tǒng)不僅配備了小型數(shù)字相機(jī),還能夠?qū)崿F(xiàn)定點(diǎn)曝光攝影以及自動(dòng)偏旋修正。這項(xiàng)系統(tǒng)主要運(yùn)用在資金較少的,例如農(nóng)村建設(shè)等等的項(xiàng)目中。雖然花費(fèi)的資金比上兩個(gè)系統(tǒng)都要少,但是他仍然擁有著自己獨(dú)特的高性能,例如,良好的機(jī)動(dòng)性和適應(yīng)性。征地測(cè)量是將集體所有的土地轉(zhuǎn)為國(guó)有土地的必要環(huán)節(jié)。在實(shí)施征地測(cè)量時(shí)往往會(huì)發(fā)生土地糾紛。特別是對(duì)坡度較大土地的征收,村民希望自己以斜面丈量,而國(guó)家規(guī)定則是以平面面積作為準(zhǔn)確面積。所以采用無(wú)人機(jī)航測(cè),利用正射影像圖勾繪,會(huì)大大減少由于面積上的認(rèn)可度帶來(lái)村民間的糾紛問(wèn)題。

4結(jié)束語(yǔ)

目前中國(guó)正處在不斷建設(shè)和發(fā)展中,無(wú)人機(jī)技術(shù)在測(cè)量測(cè)繪等工作中都展現(xiàn)了他獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)和特性,所以相關(guān)部門應(yīng)該不留余力的大力發(fā)展無(wú)人機(jī)技術(shù),使無(wú)人機(jī)技術(shù)不斷的創(chuàng)新發(fā)展,能夠給測(cè)繪工作或者其他的各類行業(yè)提供技術(shù)支持。無(wú)人機(jī)航測(cè)遙感技術(shù)是近幾年新型的測(cè)量工具,它獲取信息數(shù)據(jù)具有全天候和全天時(shí)以及實(shí)時(shí)性的特點(diǎn),所以其重視程度是非常高的,它帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益是非常可觀的。在研究開(kāi)發(fā)無(wú)人機(jī)的過(guò)程中,做好市場(chǎng)調(diào)研也是相當(dāng)重要的,及時(shí)了解各個(gè)行業(yè)每個(gè)客戶的技術(shù)需求,開(kāi)發(fā)多個(gè)定向的研究項(xiàng)目,不僅能夠大量的節(jié)省資金,還能夠充分滿足客戶的需求。除此以外,還必須建立全面完善的售后服務(wù),開(kāi)發(fā)與無(wú)人機(jī)相關(guān)的網(wǎng)站,主要負(fù)責(zé)低空無(wú)人機(jī)測(cè)繪測(cè)量系統(tǒng)的應(yīng)用研發(fā)。

作者:萬(wàn)樹(shù)昌 單位:廣州市房地產(chǎn)測(cè)繪院

參考文獻(xiàn)

[1]劉金亨,呂郁青,張曉博,等.無(wú)人機(jī)遙感在測(cè)繪測(cè)量中的應(yīng)用[J].硅谷,2015(1):134,141.

篇3

【關(guān)鍵詞】無(wú)人機(jī)航測(cè) 山區(qū)水利測(cè)繪 遙感技術(shù)

目前航天攝影技術(shù)體系正在逐漸的走向成熟,尤其是在國(guó)家地圖測(cè)繪過(guò)程中有著不可代替的作用,但在比例尺、小區(qū)域成圖任務(wù)時(shí)則陷入了一種無(wú)能為力的局面。造成這一現(xiàn)象的主要原因就是傳統(tǒng)的航空測(cè)量的精準(zhǔn)度雖然能夠滿足大比例尺成圖,但卻無(wú)法滿足小區(qū)域。而無(wú)人機(jī)航空攝影技術(shù)的出現(xiàn)恰好解決了這一問(wèn)題。

一、無(wú)人機(jī)的類型

為了促進(jìn)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展及合理的對(duì)能源進(jìn)行分配,為了順利的完成建立水利工程的目標(biāo),就必須要進(jìn)行水利測(cè)繪,受我國(guó)地理環(huán)境影響,我國(guó)水利資源多數(shù)都分布在我國(guó)的西部地區(qū),而且這些地區(qū)多數(shù)都處于高山峽谷之中,這給水利測(cè)繪帶來(lái)了巨大的麻煩。在高山地區(qū)中河流存在的地形環(huán)境惡劣,河流的兩端通常都是非常陡的坡,在河谷地帶因?yàn)楦叨壬系淖兓矔?huì)引起氣候的變化,這樣會(huì)導(dǎo)致周圍的環(huán)境較為惡劣[1]。在這種環(huán)境下使用無(wú)人飛機(jī)對(duì)環(huán)境進(jìn)行航拍,飛機(jī)應(yīng)當(dāng)具有較強(qiáng)的抗風(fēng)能力和穩(wěn)定性。在河谷地區(qū)工作人員的視線將會(huì)受到一定的限制,因此無(wú)人飛機(jī)在起飛、降落、飛行等過(guò)程應(yīng)當(dāng)更加容易被控制,在操作過(guò)程中,因?yàn)闊o(wú)人飛機(jī)控制難度大而造成飛機(jī)莫名失蹤的案例屢見(jiàn)不鮮。固定翼無(wú)人機(jī)是一種適合山區(qū)水利測(cè)繪的飛機(jī),如圖1所示。

圖1固定翼無(wú)人機(jī)

固定翼無(wú)人機(jī)的起降和起飛主要通過(guò)動(dòng)力系統(tǒng)和機(jī)翼的滑行完成,同時(shí)固定翼無(wú)人機(jī)也具有較強(qiáng)的抗風(fēng)能力。固定翼無(wú)人飛機(jī)的種類較多,在搭載遙感傳感器上不會(huì)存在問(wèn)題,同時(shí)在起飛放上也具有滑行、車載、彈射等起飛方式,在降落上具有撞網(wǎng)、滑行和傘降等降落方式,同時(shí)還具有載荷大、速度快、成效高等優(yōu)勢(shì),主要適用于1:1000或1:2000的航拍[2]。

二、遙感傳感器

針對(duì)遙感器的選擇應(yīng)當(dāng)由不同的遙感任務(wù)而定,常用的機(jī)載遙感設(shè)備有光學(xué)相機(jī)、紅外掃描儀、磁測(cè)儀、雷達(dá)等。通常情況下在測(cè)繪中使用的遙感設(shè)備應(yīng)當(dāng)具有體積小、精度高、數(shù)字化等特點(diǎn)。目前在無(wú)人機(jī)中最常用的是掃描儀(或小型數(shù)字相機(jī))作為機(jī)載遙感設(shè)備,目前測(cè)量相機(jī)主要分為專業(yè)量測(cè)相機(jī)和非量測(cè)相機(jī)兩種,現(xiàn)在我國(guó)的多數(shù)無(wú)人飛機(jī)通常使用的都是非量測(cè)相機(jī),因?yàn)橥瑢I(yè)的量測(cè)相機(jī)相比,非量測(cè)相機(jī)具有畸變差大、像幅小等問(wèn)題,因此在使用前應(yīng)當(dāng)對(duì)相機(jī)進(jìn)行詳細(xì)的校正。在對(duì)非量測(cè)相機(jī)進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)應(yīng)當(dāng)從以下幾個(gè)方面入手:測(cè)定主距位置、主點(diǎn)和光學(xué)畸變系數(shù)。

在水利測(cè)區(qū)1:2000的比例尺成圖要求下,航攝地面采樣距離(GroundSalnpleDIStanCe)通常情況下應(yīng)當(dāng)在16到21厘米之間。傳統(tǒng)的比例時(shí)已經(jīng)無(wú)法準(zhǔn)確的反應(yīng)數(shù)據(jù)相機(jī)的成圖能力、對(duì)攝影測(cè)量來(lái)說(shuō),只有同GSD相同的影像,才具有對(duì)地面物體目標(biāo)的判斷能力。例如,

在同一臺(tái)高度的無(wú)人航測(cè)飛機(jī)上上放置兩臺(tái)焦距相同的數(shù)字相機(jī),雖然它們的比例尺度相同,但受像元尺寸不同的影響,也將會(huì)造成影響到GSD,從而導(dǎo)致差異的存在,通常情況下影像GSD同成圖比例尺間是一種穩(wěn)定的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

三、數(shù)據(jù)處理

在航測(cè)成圖過(guò)程中要求航片旁向重疊度(25%-35%)與航向重疊度(55%-65%)。像片旋角應(yīng)當(dāng)小于6度,像片傾角應(yīng)當(dāng)小于2度。航線彎曲度應(yīng)當(dāng)小于3%。

無(wú)人機(jī)遙感系統(tǒng)多使用掃描儀(或小型數(shù)字相機(jī))作為機(jī)載遙感設(shè)備同傳統(tǒng)航片比較,具有數(shù)量多。像幅小等特點(diǎn),因此應(yīng)當(dāng)針對(duì)遙感影像具有的特點(diǎn)及相機(jī)在拍攝過(guò)程中的幾何模型和姿態(tài)數(shù)據(jù)對(duì)圖像進(jìn)行校正,目前來(lái)看應(yīng)當(dāng)通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)開(kāi)發(fā)出相應(yīng)的軟件進(jìn)行交互式處理。同時(shí)還應(yīng)當(dāng)開(kāi)發(fā)影像快速識(shí)別和快速拼接軟件,實(shí)現(xiàn)對(duì)飛行質(zhì)量。影像質(zhì)量的快速處理和快速檢查,從而滿足整套系統(tǒng)在應(yīng)用中的快速性。航測(cè)模塊是水利測(cè)繪中最重要的模塊之一,它會(huì)直接影響對(duì)航測(cè)進(jìn)度以及質(zhì)量產(chǎn)生影響。下面我們就DPGrid低空處理系統(tǒng)為例進(jìn)行論述。如圖2所示。

圖2 DPGrid低空處理系統(tǒng)工作流程

在工程管理模塊中主要包含三部分,分別是:航帶設(shè)置、參數(shù)設(shè)置、影響預(yù)處理。在參數(shù)設(shè)置中應(yīng)當(dāng)包括工程參數(shù)設(shè)置、測(cè)區(qū)工程的建立、參數(shù)控制、相機(jī)參數(shù),通常情況下將.cmr文件進(jìn)行直接導(dǎo)入即可。在航帶設(shè)置過(guò)程中依據(jù)影像對(duì)航帶進(jìn)行排列即可,影像預(yù)處理主要指的是對(duì)原始影像進(jìn)行旋轉(zhuǎn)、改正其主點(diǎn)、快速視圖和金字塔影響的合理處理。

自動(dòng)空三軟件是自動(dòng)控模塊中的重點(diǎn)內(nèi)容,在自動(dòng)控模塊中主要包含了智能挑點(diǎn)、匹配、成果輸出等過(guò)程。智能挑點(diǎn)是DPGrid處理軟件同市面上其它軟件相比的一個(gè)重要優(yōu)勢(shì),通過(guò)航帶間對(duì)應(yīng)的影像點(diǎn)進(jìn)行傳遞,并利用影響構(gòu)件對(duì)存在的誤差配點(diǎn)進(jìn)行合理剔除。最后利用人工對(duì)交互是編輯部分進(jìn)行干預(yù)對(duì)具有錯(cuò)誤的像控點(diǎn)進(jìn)行剔除,有效的對(duì)空三精度進(jìn)行了提高。

雖然無(wú)人機(jī)內(nèi)業(yè)務(wù)流程成同傳統(tǒng)的攝影數(shù)據(jù)處理流程具有很多類似點(diǎn)。但因?yàn)闊o(wú)人機(jī)影像分辨率高其單幅覆蓋的范圍較小,所以在對(duì)像控點(diǎn)上要比傳統(tǒng)的影像測(cè)量要求更高。因?yàn)閷?duì)無(wú)人機(jī)的像控點(diǎn)要求更高,所以在布設(shè)密度上也應(yīng)該更加的密集。通常情況下,應(yīng)當(dāng)采用全野外,利用平高網(wǎng)法進(jìn)行布點(diǎn),同時(shí)應(yīng)當(dāng)確保每條航帶間都具有連接像控點(diǎn)。在這里需要特殊注意的是同傳統(tǒng)布設(shè)機(jī)像控點(diǎn)法有所不同,無(wú)人機(jī)控點(diǎn)布設(shè)需要工作人員在航片上刺出合理的控像點(diǎn)。在無(wú)人機(jī)起飛前應(yīng)當(dāng)有工作人員預(yù)先鋪設(shè)點(diǎn),并且要做好相應(yīng)的標(biāo)志,在讓無(wú)人機(jī)進(jìn)行起飛,這樣布設(shè)起來(lái)更加簡(jiǎn)單。

結(jié)束語(yǔ):

無(wú)人飛機(jī)重量輕、體積小等特點(diǎn),因此在飛行過(guò)程中及容易被風(fēng)干擾,在飛性過(guò)程中,其實(shí)際飛行路線以及飛行的姿態(tài)都會(huì)受到自然天氣的影響而發(fā)生變化,特別是在一些高山地區(qū),因?yàn)樵茖痈叨葧?huì)有所下降,因此導(dǎo)致了飛機(jī)將會(huì)在云上飛行,這就嚴(yán)重的影響了航片的質(zhì)量。因?yàn)樯絽^(qū)地形復(fù)雜,所以在控制點(diǎn)的布設(shè)上往往存在較大的難度,部分地區(qū)無(wú)法鋪設(shè)控制點(diǎn),從而導(dǎo)致測(cè)繪出的結(jié)果同實(shí)際將會(huì)有所差別。無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)目前還是一個(gè)新領(lǐng)域,工作人員對(duì)設(shè)備、技術(shù)等方面的掌握還不是十分的成熟,因此在今后的發(fā)展中需要工作人員的不斷努力,揚(yáng)長(zhǎng)避短,促進(jìn)發(fā)展。

參考文獻(xiàn):

篇4

關(guān)鍵詞 無(wú)人機(jī);航測(cè);應(yīng)用

中圖分類號(hào)TP7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào) 1674-6708(2013)88-0196-02

為加快齊云山風(fēng)景區(qū)旅游開(kāi)發(fā)進(jìn)展速度,便于景區(qū)整體規(guī)劃、建設(shè)需要,齊云山風(fēng)景區(qū)管委會(huì)特委派休寧縣土地勘測(cè)征地事務(wù)所利用低空無(wú)人機(jī)航測(cè)遙感技術(shù)為景區(qū)測(cè)繪1:1000比例尺數(shù)字化地形圖工作。

1 測(cè)區(qū)地理概況

齊云山位于休寧縣境內(nèi),景區(qū)面積60km2,齊云山三十六奇峰,峰峰入畫(huà),七十二怪巖,巖巖皆景。清乾隆帝巡游江南時(shí)曾贊譽(yù)齊云山是“天下無(wú)雙勝境,江南第一名山”。齊云山呈丹霞地貌,幾百處景點(diǎn)組成了一片奇石巧布,巖洞藏幽,天開(kāi)神秀,燦若紅霞的自然美景。齊云山同時(shí)又被稱為植物的寶庫(kù)。這里郁郁生長(zhǎng)著榔梅、紫楠、櫸樹(shù)、香果樹(shù)等稀有珍貴樹(shù)木20多種,并擁有各種竹類、名貴藥材及奇花異草300多種,在這綠色蔥蘢的世界里還棲息著相思鳥(niǎo)、畫(huà)眉及金錢豹、金絲猴、猴面鷹等珍禽異獸30多種。

2 項(xiàng)目組織

為確保該項(xiàng)目順利實(shí)施,休寧縣土地勘測(cè)征地事務(wù)所在接到該任務(wù)后,立刻組織相關(guān)人員進(jìn)行實(shí)地考察,成立項(xiàng)目組進(jìn)行專業(yè)技術(shù)設(shè)計(jì),并及時(shí)與安徽省第二測(cè)繪院聯(lián)系無(wú)人機(jī)航攝事宜。

該項(xiàng)目實(shí)施之前,齊云山風(fēng)景區(qū)管委會(huì)為加強(qiáng)統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo),便于協(xié)調(diào)工作,加大宣傳力度,要求景區(qū)各辦事處、相關(guān)單位和人員等,全力配合休寧縣土地勘測(cè)征地事務(wù)和相關(guān)測(cè)繪單位進(jìn)行工作,確保該項(xiàng)目的順利進(jìn)行。

3 具體實(shí)施

3.1 前期資料搜集利用

3.1.1 大地點(diǎn)成果

該測(cè)區(qū)利用安徽省大地水準(zhǔn)面精化所施測(cè)的C級(jí)網(wǎng)點(diǎn)和安徽省大地水準(zhǔn)面精化所施測(cè)的等級(jí)水準(zhǔn)點(diǎn)。作業(yè)時(shí)對(duì)用到的成果,進(jìn)行分析其精度情況,以滿足要求。

3.1.2 地圖資料

安徽省測(cè)繪局最新出版的1:1萬(wàn)比例尺航測(cè)地形圖作為本次作業(yè)的計(jì)劃用圖。

3.1.3 航攝資料

航空攝影采用低空無(wú)人機(jī)進(jìn)行航攝工作,攝影質(zhì)量與飛行質(zhì)量均滿足相關(guān)規(guī)范要求。

3.2 專業(yè)技術(shù)設(shè)計(jì)與審批

為了確保齊云山風(fēng)景區(qū)1:1000航測(cè)數(shù)字化地形圖測(cè)繪工作的順利開(kāi)展,休寧縣土地勘測(cè)征地事務(wù)所根據(jù)國(guó)家和行業(yè)相關(guān)規(guī)范要求,組織相關(guān)技術(shù)骨干進(jìn)行項(xiàng)目設(shè)計(jì)和專業(yè)技術(shù)設(shè)計(jì)工作,最后由齊云山風(fēng)景區(qū)管委會(huì)審批通過(guò)。

3.3 具體作業(yè)要求

3.3.1 作業(yè)依據(jù)

1)CJJ-8-99《城市測(cè)量規(guī)范》,以下簡(jiǎn)稱《城規(guī)》;

2)CJJ/T73-2010《衛(wèi)星定位城市測(cè)量技術(shù)規(guī)范》,以下簡(jiǎn)稱《GPS規(guī)范》;

3)GB7930-2008《1:500 1:1000 1:2000地形圖航空攝影測(cè)量?jī)?nèi)業(yè)規(guī)范》,以下簡(jiǎn)稱《航內(nèi)規(guī)范》;

4)GB7931-2008《1:500 1:1000 1:2000地形圖航空攝影測(cè)量外業(yè)規(guī)范》,以下簡(jiǎn)稱《航外規(guī)范》;

5)GB/T7929-1995《1:500 1:1000 1:2000地形圖圖式》,以下簡(jiǎn)稱《圖式》;

6)GB15967-2008《1:500 1:1000 1:2000地形圖航空攝影測(cè)量數(shù)字化測(cè)圖規(guī)范》;

7)CH/T2009-2010《全球定位系統(tǒng)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量(RTK)技術(shù)規(guī)范》;

8)GB/T18316-2008《數(shù)字測(cè)繪成果質(zhì)量檢查與驗(yàn)收》。

3.3.2 成圖規(guī)格

1)平面系統(tǒng)采用1980西安坐標(biāo)系,高程系統(tǒng)采用1985國(guó)家高程基準(zhǔn);

2)地形圖采用正方形分幅,圖幅尺寸為50cm×50cm。地形圖編號(hào)按圖廓西南坐標(biāo)公里數(shù)編號(hào),X在前Y在后,中間加短線連接,每幅圖的圖名由外業(yè)調(diào)繪時(shí)確定;

3)基本等高距:基本等高距2.0m;

4)成圖方法與成圖比例尺:本測(cè)區(qū)采用航測(cè)法成圖,比例尺為1:1000。

3.3.3 作業(yè)流程

收集資料現(xiàn)場(chǎng)踏勘項(xiàng)目技術(shù)設(shè)計(jì)航空攝影像片掃描(數(shù)碼影像無(wú)需掃描)數(shù)字空三數(shù)據(jù)采集外業(yè)調(diào)繪內(nèi)業(yè)編輯成果輸出。

3.3.4 具體操作

1)控制測(cè)量

首先利用航攝影像資料進(jìn)行像控點(diǎn)布設(shè)。平面采用區(qū)域網(wǎng)法,原則上以十六幅1:1000圖為一個(gè)區(qū)域網(wǎng),沿周邊和中心布設(shè)9個(gè)平高點(diǎn)。高程采用全野外布點(diǎn),每個(gè)像對(duì)布設(shè)4個(gè)高程點(diǎn)。點(diǎn)位與通過(guò)像主點(diǎn)垂直于方位線直線的間距不大于1厘米,困難時(shí)不應(yīng)大于1.5cm。像控點(diǎn)聯(lián)測(cè)采用全球定位系統(tǒng)按靜態(tài)測(cè)量方法測(cè)定其坐標(biāo)和高程,其有關(guān)技術(shù)規(guī)定參照《GPS規(guī)范》執(zhí)行;也可以使用RTK技術(shù)測(cè)定其坐標(biāo)和高程。

2)內(nèi)業(yè)測(cè)圖

在全數(shù)字?jǐn)z影系統(tǒng)上直接倒入空三結(jié)果完成立體模型自動(dòng)定向。數(shù)采時(shí)分層分類嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)標(biāo)GB14804-93規(guī)定的地形要素的分類與代碼。嚴(yán)格杜絕地物分層交叉混亂,地物符號(hào)標(biāo)注在地貌層內(nèi),對(duì)于二次外業(yè)修改的房檐,原房檐線不得刪除,應(yīng)單獨(dú)放入一個(gè)圖層,以備檢查。

凡因樹(shù)冠、高層建筑物的倒影所造成的立體模型看不見(jiàn)地物,在紙圖上用紅色繪出范圍由外業(yè)補(bǔ)測(cè)。

3.3.5 補(bǔ)測(cè)和調(diào)繪

外業(yè)針對(duì)內(nèi)業(yè)采集的各類地物地貌均進(jìn)行實(shí)地調(diào)查和繪制,對(duì)內(nèi)業(yè)不清楚的部分進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)繪,另外對(duì)高程部分進(jìn)行檢測(cè),以達(dá)到1:1000比例尺地形圖相關(guān)精度要求。

以JX—4C全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)的數(shù)據(jù)為依據(jù),依照調(diào)繪圖件,按圖式和設(shè)計(jì)書(shū)要求對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和編輯,對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行粗差檢查,包括對(duì)數(shù)據(jù)的查詢、增添、刪除、修改等。

3.3.7 質(zhì)量保證體系

在生產(chǎn)過(guò)程中,我所認(rèn)真推行全面質(zhì)量管理,建立有效的質(zhì)量控制網(wǎng)絡(luò),確保成圖質(zhì)量。

作業(yè)前,技術(shù)人員和作業(yè)人員都進(jìn)行認(rèn)真詳細(xì)地學(xué)習(xí)規(guī)范、設(shè)計(jì)、和有關(guān)文件精神,在充分了解規(guī)范、圖式和設(shè)計(jì)書(shū)及有關(guān)要求的基礎(chǔ)上,做到統(tǒng)一認(rèn)識(shí)和統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),為保證質(zhì)量符合要求打下基礎(chǔ)。另外,做好儀器設(shè)備的檢驗(yàn)校正工作,使儀器設(shè)備處于良好的狀態(tài),對(duì)使用的資料要認(rèn)真檢查,保證資料的正確性和合法性。作業(yè)過(guò)程中,單位領(lǐng)導(dǎo)和技術(shù)人員經(jīng)常深入作業(yè)現(xiàn)場(chǎng),了解情況,發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)解決,保證做到按質(zhì)按量按時(shí)完成任務(wù)。

篇5

1.現(xiàn)代信息化測(cè)繪技術(shù)概述

現(xiàn)代的信息化測(cè)繪技術(shù),把遙感技術(shù)和實(shí)地勘測(cè)進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合,獲取更準(zhǔn)確的綜合數(shù)據(jù),不僅能夠給我們提供高效、精確、自動(dòng)化、智能化的水深測(cè)量作業(yè),還可與驗(yàn)流儀、水流計(jì)等水文測(cè)量?jī)x組成系統(tǒng)作綜合勘測(cè),最后實(shí)現(xiàn)數(shù)字化成圖和建立數(shù)字化信息庫(kù)目的,為各所需方提供廣泛的水利信息資源共享平臺(tái)。從水利普查總體目標(biāo)和要求出發(fā),針對(duì)不同普查內(nèi)容和任務(wù),遵循內(nèi)、外業(yè)結(jié)合,對(duì)江、河、湖、泊及電站、水庫(kù)、灌區(qū)等進(jìn)行普查,內(nèi)、外業(yè)數(shù)據(jù)采集都離不開(kāi)測(cè)繪技術(shù)和手段,特別是作為基礎(chǔ)的外業(yè)數(shù)據(jù)采集測(cè)繪。如對(duì)江河的面積、長(zhǎng)度;河口、河源地理位置;河寬、河道比降,最小、最大水深,都要用GPS、流速儀、全站儀、水深測(cè)量?jī)x測(cè)量。測(cè)量灌區(qū)、供水、水庫(kù)、電站、水閘等工程水利特性參數(shù),獲取準(zhǔn)確、真實(shí)的數(shù)據(jù)。

2 信息化測(cè)繪成果的生產(chǎn)

信息化測(cè)繪成果的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包括數(shù)字柵格圖、正射影像、線劃圖、高程模型等。正射影像一般是通過(guò)對(duì)航空攝影影像進(jìn)行糾正獲取。數(shù)字柵格圖一般是通過(guò)對(duì)現(xiàn)有測(cè)繪成果進(jìn)行處理獲得。本文主要介紹利用現(xiàn)有測(cè)繪成果轉(zhuǎn)化成信息化測(cè)繪成果及其在水利工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。在傳統(tǒng)的二維地形圖中,地形都是由線段和符號(hào)來(lái)表達(dá),難以詳盡地表達(dá)出真實(shí)的地形變化,通過(guò)對(duì)地形數(shù)據(jù)構(gòu)建三角網(wǎng)形成三維地形曲面。利用現(xiàn)有的技術(shù)手段來(lái)生產(chǎn)三維地形曲面主要是通過(guò)加密高程點(diǎn)的外業(yè)測(cè)量,然后人工提取地形變化處的三維特征線(包括等高線),如直墻、坡坎等處的特征線。在三維設(shè)計(jì)軟件――Civil 3D 中可利用這些三維特征線和離散高程點(diǎn)構(gòu)建出三維地形曲面。構(gòu)建三維地形曲面之后,可以輕松實(shí)現(xiàn)曲面數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及相關(guān)分析等功能。數(shù)字線劃圖的生產(chǎn)方法主要有通過(guò)傳統(tǒng)的工程測(cè)量獲取和通過(guò)航空攝影后采集兩種方法,數(shù)字高程模型可以通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)平面測(cè)繪成果進(jìn)行轉(zhuǎn)化,也可通過(guò)航空攝影測(cè)量獲取。

三維地形曲面的精度由野外實(shí)測(cè)高程點(diǎn)的密度和精度來(lái)決定。目前傳統(tǒng)的測(cè)量?jī)x器所獲取的高程精度能完全滿足精度要求。實(shí)測(cè)高程點(diǎn)的密度越大,精度越高,但生產(chǎn)成本也越高,且生產(chǎn)周期也越長(zhǎng)。經(jīng)過(guò)多次反復(fù)實(shí)驗(yàn),我們認(rèn)為按照 1:500地形測(cè)量的規(guī)范要求進(jìn)行測(cè)量,并在地形變化較大區(qū)域適當(dāng)增加相關(guān)高程點(diǎn)的采集,即可保證生成的三維地形曲面精度滿足工程設(shè)計(jì)需求。

3 利用信息化測(cè)繪成果實(shí)現(xiàn)縱橫斷面的批量自動(dòng)生成

施工斷面圖是一項(xiàng)繁瑣的設(shè)計(jì)工作,傳統(tǒng)獲取橫斷面圖的方法是由測(cè)繪人員根據(jù)指定的中心線在實(shí)地放樣出所需測(cè)量橫斷面的樁號(hào),然后根據(jù)樁號(hào)所在位置的方位角依次測(cè)出橫斷面線上地形變化點(diǎn)的坐標(biāo)高程,最后根據(jù)點(diǎn)與點(diǎn)之間的距離和高差畫(huà)出斷面圖。而在三維地形曲面上,根據(jù)給定的河道中心線,通過(guò)設(shè)定橫斷面線之間的間距可以自動(dòng)生成橫斷面采樣線,且采樣線可自動(dòng)獲取對(duì)應(yīng)的地面高程數(shù)據(jù),并自動(dòng)批量生成橫斷面圖。Civil 3D 提供了豐富的橫斷面格式編輯功能,通過(guò)設(shè)置完全能滿足各種施工圖的需求。且自動(dòng)生成縱橫斷面圖功能采用的是動(dòng)態(tài)更新技術(shù),即一旦設(shè)計(jì)曲面、地形曲面有變動(dòng)或者采樣線有變化,所有的斷面圖會(huì)根據(jù)設(shè)計(jì)變更自動(dòng)更新,在遇到設(shè)計(jì)變更時(shí),不再需要野外實(shí)地補(bǔ)測(cè),極大地提高了設(shè)計(jì)人員的工作效率。

4 利用信息化測(cè)繪成果進(jìn)行土方量計(jì)算

施工土方量的計(jì)算精度問(wèn)題一直以來(lái)困擾著許多設(shè)計(jì)人員,傳統(tǒng)的土方量計(jì)算方法是以斷面法進(jìn)行估算,最終結(jié)果的精度由橫斷面截取的密度和河道地形變化的大小來(lái)決定,在同一工程區(qū)里,截取的橫斷面越密,土方量的計(jì)算結(jié)果精度越高,截取的兩個(gè)斷面之間地形變化越小,土方量的計(jì)算結(jié)果也越準(zhǔn)。而有了高精度的地形曲面之后,土方量的計(jì)算變得簡(jiǎn)單和可靠了。在現(xiàn)狀地形曲面上,可以使用放坡,添加或修改特征線、特征點(diǎn)等方法快速生成設(shè)計(jì)曲面。指定需要進(jìn)行運(yùn)算的現(xiàn)狀地形曲面和設(shè)計(jì)地形曲面,根據(jù)實(shí)地土壤情況設(shè)置松散系數(shù)等參數(shù),即可快速計(jì)算出工程的挖填方量,程序還可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)土方量平衡,自動(dòng)生成土方施工圖等功能。

5 利用信息化測(cè)繪成果制作三維仿真電子沙盤

在土方量計(jì)算和斷面采集等方面,地形數(shù)據(jù)越精細(xì),測(cè)繪成果的精度就越高,同時(shí)三維地形曲面的數(shù)據(jù)量也越大,對(duì)計(jì)算機(jī)硬件的要求也越高,而且三維仿真電子沙盤系統(tǒng)中,我們對(duì)于地形的表達(dá)不需要上述處理過(guò)程中那么精細(xì),一般地形數(shù)據(jù)采用數(shù)字高程模型 DEM 即可,因?yàn)?DEM 數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量比三維地形曲面的數(shù)據(jù)量要小很多,利用系統(tǒng)瀏覽時(shí)能夠流暢顯示。數(shù)字正射影像數(shù)據(jù)的分辨率越高,影像就越清晰,在三維仿真電子沙盤系統(tǒng)中的效果就越好。目前影像的來(lái)源主要有衛(wèi)星影像,最高分辨率可達(dá) 0.5m;航拍影像數(shù)據(jù),最高分辨率可達(dá)厘米級(jí),尤其是低空無(wú)人機(jī)航拍影像數(shù)據(jù)。本項(xiàng)目中采用分辨率為 0.2m 的航拍影像數(shù)據(jù),模型可通過(guò)平面地形圖數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)批量生成,紋理需要實(shí)地拍攝采集。

6.GIS技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用

在大型的水利水電工程建設(shè)方面,GIS是水利水電工程選址規(guī)劃乃至設(shè)計(jì)施工管理中十分重要的分析工具,例如移民安置地環(huán)境容量調(diào)查、調(diào)水工程選線及環(huán)境影響評(píng)價(jià)、梯級(jí)開(kāi)發(fā)的淹沒(méi)調(diào)查、水庫(kù)高水位運(yùn)行的淹沒(méi)調(diào)查、大中型水利工程的環(huán)境影響評(píng)價(jià)、防洪規(guī)劃大型水利水電工程抗震安全、河道管理、大型水利水電工程物料貯運(yùn)管理、蓄滯洪區(qū)規(guī)劃與建設(shè)等等。水管部門通過(guò)利用GIS來(lái)繪制流域水系分布并把他們鏈接為數(shù)據(jù)庫(kù)同時(shí)把每個(gè)元素,包括水庫(kù)、管線節(jié)點(diǎn)以及系統(tǒng)附屬物等定義。遙感是最重要的水資源監(jiān)測(cè)手段之一,GIS則是重要的管理平臺(tái)。通過(guò)遙感手段采集水資源數(shù)據(jù),GIS技術(shù)進(jìn)行分析可以監(jiān)測(cè)水資源的污染程度。例如利用圖像確定水生物(藻類)、赤潮的范圍等。

7.高精度三維測(cè)繪技術(shù)

目前高精度三維測(cè)繪產(chǎn)品的生產(chǎn)技術(shù)手段多種多樣,除了已經(jīng)介紹的通過(guò)二維地形圖轉(zhuǎn)化成三維地形曲面的方法,還可利用航攝技術(shù)或者機(jī)載雷達(dá)技術(shù)等新方法直接獲取高精度三維地形數(shù)據(jù),同時(shí)還可以獲取高分辨率的影像資料,結(jié)合這些數(shù)據(jù)可制作成三維仿真場(chǎng)景,能任意角度任意瀏覽和漫游,能為項(xiàng)目決策層提供直觀決策平臺(tái)。三維測(cè)繪產(chǎn)品的生產(chǎn)流程日趨完善,為全面推廣三維設(shè)計(jì)提供了有利條件。利用三維測(cè)繪成果進(jìn)行永定河綠色生態(tài)走廊建設(shè)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)過(guò)程中,我們圓滿高效的完成了土方量計(jì)算任務(wù)和橫斷面自動(dòng)出圖任務(wù),比通過(guò)傳統(tǒng)方法縮短了80%的工期,且精度還有了很大的提高。經(jīng)歷了首次成功的嘗試,我們深刻地體會(huì)到三維設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)所在,三維設(shè)計(jì)這一新的設(shè)計(jì)理念是值得推廣的,利用三維測(cè)繪產(chǎn)品進(jìn)行水利工程設(shè)計(jì)也必將是未來(lái)的主流設(shè)計(jì)方法。雖然此次利用三維設(shè)計(jì)的新方法進(jìn)行工程設(shè)計(jì)取得了一些成績(jī),但在設(shè)計(jì)過(guò)程中也發(fā)現(xiàn)了一些有待提高和完善的地方,如地物的表達(dá)目前主要還需要依靠符號(hào)。

8.結(jié)語(yǔ)

利用現(xiàn)有技術(shù)手段生產(chǎn)三維測(cè)繪產(chǎn)品成本較高,如果利用航攝技術(shù)或者機(jī)載雷達(dá)技術(shù),則可以更高效的生產(chǎn)三維測(cè)繪產(chǎn)品,同時(shí)還能提供高分辨率的地面影像資料,可以使地物的表達(dá)不再依賴符號(hào)化的抽象表達(dá)。目前 Civil3D 軟件還只是一個(gè)工程設(shè)計(jì)的通用平臺(tái),針對(duì)水利工程設(shè)計(jì)的功能模塊較少,較專業(yè)的水利設(shè)計(jì)功能模塊還需要進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)。

參考文獻(xiàn):