無(wú)人機(jī)測(cè)繪技術(shù)與三維激光掃描技術(shù)研究

賴(lài)印龍

摘 要： 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，我國(guó)的無(wú)人機(jī)測(cè)繪技術(shù)與三維激光掃描技術(shù)有了很大進(jìn)展。激光3D掃描以及無(wú)人機(jī)等新型測(cè)繪技術(shù)逐漸完善，應(yīng)用范圍也不斷擴(kuò)大。測(cè)繪人員要充分了解其技術(shù)特點(diǎn)以及主要的應(yīng)用功能，準(zhǔn)確掌握操作方法，加強(qiáng)激光三維掃描技術(shù)與無(wú)人機(jī)測(cè)繪技術(shù)的配合協(xié)調(diào)，以進(jìn)一步提高測(cè)繪的精度和效率。

關(guān)鍵詞： 無(wú)人機(jī);測(cè)繪技術(shù);三維激光掃描;技術(shù)研究

【中圖分類(lèi)號(hào)】TP391.41 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.36.036

引言：基礎(chǔ)測(cè)繪工作，作為提高我國(guó)社會(huì)發(fā)展和建設(shè)水平的重要環(huán)節(jié)，直接關(guān)系到城市規(guī)劃、國(guó)土空間等領(lǐng)域基本信息的收集和農(nóng)村土地所有權(quán)的確認(rèn)，并且隨著我國(guó)當(dāng)前基礎(chǔ)測(cè)繪工作的不斷發(fā)展，基礎(chǔ)測(cè)繪成果在建筑工程建設(shè)領(lǐng)域也得到了廣泛的運(yùn)用。從整體上看，相關(guān)工作人員需要科學(xué)而合理地發(fā)揮無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，提高基礎(chǔ)測(cè)繪工作的效率以及精準(zhǔn)度，從而保障各項(xiàng)社會(huì)工作的有序進(jìn)行。

1 測(cè)繪工作中的無(wú)人機(jī)技術(shù)應(yīng)用分析

1.1 無(wú)人機(jī)技術(shù)

為了獲取礦山測(cè)繪的相關(guān)信息，需要實(shí)地勘察和測(cè)量礦山的地理位置、地形情況、地理資源和資源利用情況等，合理規(guī)劃礦山資源，不斷了解和分析礦山資源的基本信息與資源利用情況，而我國(guó)現(xiàn)在對(duì)礦山測(cè)繪技術(shù)要求、測(cè)繪技術(shù)效率和測(cè)量精度比較高，傳統(tǒng)的測(cè)繪技術(shù)無(wú)法達(dá)到這些高標(biāo)準(zhǔn)，所以隨著科學(xué)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展推進(jìn)，漸漸開(kāi)始應(yīng)用無(wú)人機(jī)航測(cè)進(jìn)行礦山測(cè)量，在無(wú)人飛行器的基礎(chǔ)上利用一些高科技技術(shù)，諸如無(wú)人機(jī)操控、攝影處理、通信技術(shù)、定位系統(tǒng)等，來(lái)快速及時(shí)的獲取礦山資源、自然災(zāi)害等，提高測(cè)量獲取礦山信息的效率，使其更專(zhuān)業(yè)化和智能化。

1.2 無(wú)人機(jī)測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用

1.2.1 設(shè)置像控點(diǎn)與校對(duì)相機(jī)

無(wú)人機(jī)測(cè)繪技術(shù)在實(shí)際的礦山測(cè)繪中占有非常關(guān)鍵和重要的地位，在進(jìn)行拍攝時(shí)，要找到無(wú)人機(jī)拍攝的合適準(zhǔn)確位置，這一點(diǎn)是至關(guān)重要的，為了使獲得的圖像清晰和數(shù)據(jù)理想，就需要設(shè)置像控點(diǎn)，科學(xué)合理的進(jìn)行測(cè)繪工作，只有這樣才能得到理想的測(cè)繪效果，大幅度提高測(cè)繪質(zhì)量，不浪費(fèi)時(shí)間和資源。所以，我們要確保照相機(jī)在正常的工作狀態(tài)進(jìn)行工作，在衛(wèi)星定位系統(tǒng)進(jìn)行高精準(zhǔn)度的定位之后再對(duì)拍照點(diǎn)位置確認(rèn)，然后對(duì)拍攝的所有相機(jī)調(diào)整和校對(duì)，一切工作完成就緒后就可以進(jìn)行實(shí)地的無(wú)人機(jī)攝影測(cè)繪了。

1.2.2 外業(yè)飛行

采用某型號(hào)的無(wú)人機(jī)，搭載了五鏡頭攝影測(cè)量設(shè)備。無(wú)人機(jī)飛行簡(jiǎn)單，一鍵自主起降，上手快，安全性高。如果飛行區(qū)域較大，單架次無(wú)法完成所上傳航線的情況，航測(cè)支持?jǐn)帱c(diǎn)續(xù)飛功能。

1.2.3 內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理

相關(guān)技術(shù)工作人員在結(jié)束工作之后，要對(duì)影像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，還要處理航拍影像的內(nèi)部數(shù)據(jù)，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)信息化處理，用平面坐標(biāo)計(jì)算數(shù)據(jù)的空三加密，并把得到的不同數(shù)據(jù)重新組合起來(lái)，利用數(shù)據(jù)處理平臺(tái)重新計(jì)算，設(shè)計(jì)處理無(wú)人機(jī)測(cè)量的操作流程，提高測(cè)繪的準(zhǔn)確度，大大提高航拍相機(jī)的影像清晰度和辨識(shí)度，提升航測(cè)技術(shù)。另外，航測(cè)的相關(guān)工作人員要利用計(jì)算機(jī)軟件處理數(shù)據(jù)，并將所得到的數(shù)據(jù)導(dǎo)入到計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)處理軟件中，要不斷分析數(shù)據(jù)流程，為以后采集礦山數(shù)據(jù)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，創(chuàng)造更好的數(shù)據(jù)處理流程。在完成上面的所有流程之后，系統(tǒng)會(huì)對(duì)成果圖件依次進(jìn)行檢查，分析地質(zhì)圖是否自動(dòng)合成，如果在操作過(guò)程中發(fā)現(xiàn)不合理的情況，要及時(shí)改進(jìn)，利用調(diào)繪操作進(jìn)行處理，否則檢查質(zhì)量無(wú)法達(dá)到操作需求，操作的比例也無(wú)法達(dá)到需要的精確度，只有嚴(yán)格規(guī)范操作流程，才能生成最精確的成果圖件。

2 測(cè)繪工作中的激光三維掃描技術(shù)應(yīng)用分析

2.1 概述激光三維掃描技術(shù)

激光三維掃描技術(shù)高度繼承了計(jì)算機(jī)以及光電等先進(jìn)技術(shù)，能夠通過(guò)掃描直接獲取空間物體位置以及形態(tài)結(jié)構(gòu)等空間信息，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)空間物體表面三維坐標(biāo)的采集。激光三維掃描技術(shù)由于能夠直接檢測(cè)待測(cè)目標(biāo)的高程精度、平面精度和點(diǎn)位精度以及地理精度，因此可以直接將空間物體信息進(jìn)行數(shù)字化轉(zhuǎn)換處理，為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理分析提供了便利條件。同時(shí)還可以利用三維點(diǎn)云來(lái)對(duì)地物邊長(zhǎng)以及間距進(jìn)行測(cè)量，以獲取第五點(diǎn)之間的相對(duì)平面位置精度。此外，在實(shí)際測(cè)繪工作中還利用激光三維掃描技術(shù)來(lái)進(jìn)行點(diǎn)云比較擬合線剖切測(cè)量、點(diǎn)到點(diǎn)測(cè)量以及點(diǎn)到面測(cè)量。與傳統(tǒng)測(cè)繪技術(shù)相比，激光三維掃描技術(shù)不僅具有較高的精度，而且可以在不與待測(cè)目標(biāo)接觸的情況下自動(dòng)完成數(shù)據(jù)采集，有效提高了測(cè)繪的效率。

2.2 計(jì)算空三加密

在完成無(wú)人機(jī)的航拍測(cè)量之后，分析相片外方位因素，對(duì)相片的各個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行校正，處理好測(cè)量點(diǎn)的各種數(shù)據(jù)，使測(cè)量數(shù)據(jù)和計(jì)算結(jié)果更準(zhǔn)確，避免出現(xiàn)不必要的誤差影響計(jì)算結(jié)果，達(dá)不到航拍測(cè)量的要求。對(duì)于上述問(wèn)題，我們工作人員可以通過(guò)計(jì)算空三加密完全解決全部問(wèn)題，空三加密結(jié)合計(jì)算機(jī)處理技術(shù)，排除一切不相關(guān)的干擾因素，可以獲得趨于最真實(shí)的情況，在以后對(duì)地勢(shì)條件復(fù)雜的區(qū)域進(jìn)行無(wú)人機(jī)拍攝時(shí)精度會(huì)更高。在無(wú)人機(jī)拍攝時(shí)，為了更準(zhǔn)確的獲得無(wú)人機(jī)的測(cè)量數(shù)據(jù)，需要我們參考各地區(qū)像控點(diǎn)，了解高度和寬度等各種基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，運(yùn)用最先進(jìn)最專(zhuān)業(yè)的的計(jì)算測(cè)量方法進(jìn)行測(cè)量，在測(cè)量過(guò)程中盡可能的減小誤差，否則還需要重新測(cè)量。

2.3 掃描數(shù)據(jù)要點(diǎn)

在數(shù)據(jù)掃描時(shí)，測(cè)繪人員應(yīng)合理控制采樣間距，以防止其影像數(shù)據(jù)采集精度。當(dāng)采樣間距過(guò)小時(shí)，會(huì)對(duì)激光掃描儀的正常掃描工作造成不利的影響，而如果采樣間距設(shè)置的過(guò)大時(shí)則會(huì)影響數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和處理分析。因此測(cè)繪人員應(yīng)根據(jù)實(shí)際測(cè)量需要來(lái)選擇相應(yīng)的激光掃描設(shè)備型號(hào)以及各測(cè)站的具體掃描時(shí)間。

結(jié)語(yǔ)：綜上所述，隨著無(wú)人機(jī)技術(shù)以及激光掃描技術(shù)的不斷發(fā)展成熟，其在測(cè)繪領(lǐng)域的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，極大的提高了測(cè)繪精度的效率。測(cè)繪人員在充分了解無(wú)人機(jī)技術(shù)以及激光掃描技術(shù)的基礎(chǔ)上，還要加強(qiáng)對(duì)兩種測(cè)繪新技術(shù)相互融合的研究，借助點(diǎn)云數(shù)據(jù)來(lái)實(shí)現(xiàn)這兩種測(cè)繪新技術(shù)在中間數(shù)據(jù)以及基礎(chǔ)數(shù)據(jù)上的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，從而進(jìn)一步提高測(cè)繪數(shù)據(jù)的精度，為項(xiàng)目的規(guī)劃實(shí)施提供更加客觀準(zhǔn)確、全面的測(cè)繪數(shù)據(jù)，并促進(jìn)我國(guó)測(cè)繪技術(shù)的現(xiàn)代化發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 楊明，石小偉，葛浩然.無(wú)人機(jī)空地一體三維激光掃描技術(shù)應(yīng)用研究[J].測(cè)繪通報(bào)，2020（3）：134-139.

[2] 王春年.結(jié)合無(wú)人機(jī)測(cè)繪技術(shù)與三維激光掃描技術(shù)獲取高精度DEM及DOM[J].資源信息與工程，2018，33（6）：134-135.

[3] 秦萌.無(wú)人機(jī)測(cè)繪技術(shù)與三維激光掃描技術(shù)研究[J].科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊，2018，26（17）：28.