無人機影像處理技術在測繪工程中的應用

楊光

摘 要：伴隨著科技的巨大進步，無人機在測繪方面被廣泛地使用，選擇無人機來實施動態(tài)監(jiān)測和實時測繪等任務，因為無人機非常便捷而且還不受地形的限制所以讓測繪行業(yè)得到了非常大的進步。運用無人機進行測繪的成本投入非常少，使用的約束條件也沒有多少，因此這種技術才能夠得到大范圍的普及。而目前，無人機測繪技術就被大規(guī)模地運用于測繪行業(yè)，這不僅大幅度減少了測繪過程中需要人工操作的工作量，也是測繪行業(yè)發(fā)展進程中一個非常大的進步。所以，本文對無人機測繪數(shù)據(jù)處理關鍵技術及其應用進行了眾多的研究，因而對測繪行業(yè)今后的發(fā)展進步都有著十分重要的實踐意義。

關鍵詞：無人機;影像處理技術;測繪工程;應用

1在測繪工程中應用無人機影像處理技術的概述

測繪工程工作是指對某一區(qū)域、空間進行測量工作，并結合測量的數(shù)據(jù)繪制該區(qū)域的地形圖。測繪工程工作能夠為項目工程建設提供測繪數(shù)據(jù)、圖像和施工的具體信息，一般在項目工程建設之前完成。無人機影像處理技術一般是指遙感影像技術，較多見于工程測繪工作當中[1]。無人機影像處理技術并不需要過高的資本投入，且具有操作靈活的優(yōu)勢，極大程度地滿足工程建設對于一些危險地區(qū)、復雜地區(qū)的地質地貌、水文地質的勘察工作需求。無人機影像處理技術的功能比較多，操作人員可根據(jù)無人機的型號來挑選適合的攝像機設備，在成功搭配之后就能夠對要測繪的地域進行多角度的測繪。

2 在測繪工程中應用無人機影像處理技術的優(yōu)勢

在測繪工程中應用無人機影像處理技術的優(yōu)勢主要有以下三點。第一，圖像更加高清。在進行地質條件、水文地質條件等方面的測繪工作時，工作人員可借助無人機的遙感觀測技術進行數(shù)據(jù)的監(jiān)測，并在高空中利用高清攝像系統(tǒng)對監(jiān)測對象進行航拍。工作人員通過對攝像軟件系統(tǒng)進行控制，調整無人機攝像的精準度，用以適應不同地理條件下的工程測繪工作，滿足建設項目對高清攝像、實時定位、實時監(jiān)控等工作內容的要求。第二，監(jiān)測的范圍具有可控性。在比較復雜的環(huán)境下作業(yè)時，一般的測繪技術并不能夠取得理想的數(shù)據(jù)和圖像。工作人員通過結合無人機影像處理技術，運用無人機的遙感監(jiān)測技術調整了監(jiān)測的范圍和規(guī)模，利用三維形式對傳統(tǒng)檢測項目區(qū)進行了集中顯示，提高了工程檢測的準確度。第三，監(jiān)測率高。傳統(tǒng)的測繪工作對人員的技術要求較高、工作效率低，在對于一些復雜環(huán)境、高風險環(huán)境進行測繪工作時，總會面臨著難以預知的風險。將無人機影像處理技術投入到測繪工程當中，能夠讓工作人員在第一時間掌握項目施工的情況，用數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)預處理技術及時發(fā)現(xiàn)風險并規(guī)避風險，保證項目建設能夠順利進行。

3 無人機影像處理技術在測繪工程中的應用

3.1環(huán)境檢測

應用無人機測繪數(shù)據(jù)處理技術，合理應用于環(huán)境監(jiān)測，能有效地獲取具體航測圖像，影響測量精度。在環(huán)境監(jiān)測中合理使用無人機測繪數(shù)據(jù)處理技術具有很高的應用價值，利用無人機測繪技術可以更全面地了解環(huán)境污染的實際情況，更全面地掌握排污污染。該技術的關鍵在于對 UAV數(shù)據(jù)進行處理，可用于固體污染物監(jiān)測、濕地監(jiān)測和海洋監(jiān)測[4]。

3.2災情救援

近幾年我國地震等自然災害頻發(fā)，采用無人機測繪數(shù)據(jù)處理方法，可以提高救援效率，無人機測繪技術具有機動性和靈活性，能夠快速獲得災害區(qū)的真實影響。合理應用無人機測繪數(shù)據(jù)技術，可以有效地提高災害救援工作的效率，通過測繪技術的應用，為救援人員提供方便。針對山區(qū)公路邊坡，在測量中增加了人員測量的風險，合理運用無人機測繪數(shù)據(jù)處理方法，有效提高了安全性，為后期公路測量提供了可靠的參考數(shù)據(jù)信息。一是利用無人駕駛飛機進行數(shù)據(jù)測繪，二是利用動態(tài)后測數(shù)據(jù)處理技術，三是利用 GPS 技術進行精確定位。利用外業(yè)航拍技術在山區(qū)可對周邊地形山區(qū)公路進行實景拍攝，并對測繪數(shù)據(jù)信息進行有效控制和合理處理。

3.3礦山測繪

首先，要設計一條安全的無人機航路，就必須使用航空攝影來采集礦山地形等相關的數(shù)據(jù)。而且如果要想迎合礦山測繪的需求，測繪人員就需要明確無人機的飛行高度和相機的分辨率等飛行參數(shù)。然后，測繪人員一定要做好地面控制的工作為測繪的順利進行提供保障，就像提前設置測繪點，這樣就能方便無人機進行數(shù)據(jù)的采集工作。另外，在初次飛行成功以后，測繪人員還需要實時地查看無人機反饋過來的飛行信息，如果收集到的數(shù)據(jù)不能夠滿足使用的需求，測繪人員就需要調整無人機的拍攝角度以及其飛行高度，以獲取更多、更符合要求的測繪信息。最后，測繪人員就需要對收集到的測繪數(shù)據(jù)進行科學的分析與整合，以得到完整的礦山地形全貌、交通狀況、植被覆蓋等信息，為以后要進行的礦山開采作業(yè)提供科學的指導意見。

3.4相機校驗

在目前我國無人機測繪系統(tǒng)的操作過程中，最關鍵的設備就是非測量相機。因為非測量相機的準確度在很大程度上直接決定了測繪結果是否科學有效，但是由于具體操作都是由人工來完成的，所以經常會產生誤差。而產生誤差的重要原因包括了工作人員對相機主距不熟悉，因此導致了他們在實際操作的過程中不能依據(jù)影像來進行科學的判斷，最終就會對數(shù)據(jù)處理的效果造成不利的影響;而相機鏡頭也會存在畸差，進而使測量點出現(xiàn)結果誤差，最終使測繪結果的準確性大大降低。

3.5應用數(shù)據(jù)處理技術，提高平面點測繪精度

無人機拍攝技術與傳統(tǒng)的拍攝技術不同，無人機設備在飛行過程中所得到的影響大多處于不規(guī)則的排列狀態(tài)，在旋偏角、俯仰角等角度的選取都比平時的攝影角度更大一些。同時，受到航向的影響，所拍攝的影像重疊度較大，但模型卻比較小。在此問題的影響下，空三角測量數(shù)據(jù)的結果會出現(xiàn)誤差，空三自動轉點的成功率會降低，相關技術工作人員的工作內容會大幅提升。由于拍攝影響的模型比較小，在測繪工作中需要技術人員經常切換模型，導致技術人員的工作效率降低。因此，相關技術人員要在測繪工作過程中加強人工干預，重視對相關軟件的解算工作，降低測區(qū)分區(qū)，以實現(xiàn)測繪圖像精度和準度符合行業(yè)內部技術規(guī)范的目標。此外，在大氣氣流、相幅的影響下，測圖接邊工作會受到干擾，立體像會將高程誤差體現(xiàn)出來。因此，相關技術人員要加強對高程精度的把控，嚴防模型之間高程誤差的產生。

3.6應用空三加密技術，實現(xiàn)室內控制點加密

空三加密技術是在無人機影像技術中最為重要的一項技術內容，對工作人員的操作技術要求比較高，這一環(huán)節(jié)工作的質量高低對于接下來的工作準確度有著很大的影響。運用空三加密技術是為了實現(xiàn)室內控制點加密，計算出加密坐標的具體平面位置，一般是在野外控制坐標的支持下空中進行三角測量工作。目前，解析空三加密技術、模擬空三加密技術在測繪工作中比較常見。空三加密技術的運用流程較為復雜，可簡單分為空三數(shù)據(jù)預處理、初始構網(wǎng)、對連接點進行精確匹配、去除漏匹配點、增加連接點數(shù)、控制網(wǎng)平差等環(huán)節(jié)?？杖用芗夹g不會受到被測量地點區(qū)域大小的限制，能夠完成區(qū)域內部精度均勻的測量工作，控制野外測量工作的成本，大幅提升工作效率。

結束語

結合前面寫到的內容，得知在新時代的迅猛發(fā)展過程中，非常多的先進科學技術與概念都促進了測繪行業(yè)的蓬勃發(fā)展，所以無人機測繪技術在測繪行業(yè)中發(fā)揮著至關重要的作用，尤其是它在數(shù)據(jù)處理方面的優(yōu)勢非常大，使用這個技術可以有效地收集到一些特殊地形區(qū)域的所有數(shù)據(jù)和信息，它也在很大程度上提高了測繪工作的總體效率。

參考文獻：

[1]遲磊.無人機影像處理技術在測繪工程中的應用[J].河南建材，2020，{4}（04）：11-12.