研究无人机测绘数据处理主要技术及实践运用情况「无人机测绘应用领域」

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摘要：国家对科学技术的关注随着科学技术的迅猛发展正不断提高，同时对于科学技术及研究力度上的投入也不断增加。无人机测绘技术是现代化科技时代一项高科技产品，得意于其强大的数据处理能力，无人机测绘技术得出的数据具有范围广、准确度高的特点，本文研究并分析了无人机测绘技术，同时对于其在实践中的运用进行了探索。

关键词： 关键技术 应用 数据处理能力 无人机测绘数据

1、无人机测绘技术的简介

无人机的技术上主要配置了航空测量系统、机器动力控制系统设备、导航系统、数据传输及飞行控制系统，以无线电设备遥控的机械装置。无人机一般有固定翼、多旋翼及无人直升机三种，在测绘中应用最广泛的是前两种。无人机测绘作为新兴的高科技技术，具有机动灵活、效率高速度快、精细准确、成本低、适用范围广、安全性高的特点，在飞行困难地区也能高分辨率影像快速获得方面更具有明显的优势，通过计算机和图像的结合处理，让测量工作的效率更高，也提高了测量工作的科学性和准确性，而且其对图像的技术处理比航拍技术更为细腻真实，也因此在国家重大工程建设、灾害应急与处理、资源开发、国土监察等方面的基础测绘、数字化城市建设、应急救灾测绘数据、土地资源调查监测等方面都有重大的应用。无人机科学技术的发展，充分见证了现代化科学技术的发展与进步的历程。

2、无人机测绘数据处理技术关键

2.1 相机校验

在使用无人机进行测绘时，与非量测相机的关系是互相配合必不可缺，在无人机的飞行过程中有许多不确定的因素，非测量相机的主距及坐票都只是未知数，如果只是测影像就无法确定像主点位置的坐标，而导致必须内定像。除此之外，非量测相机的镜头畸变差情况很大，就会导致像点坐标出现很大的误差值，要保证其精准，就必须在无人机测绘的工作过程中一边拍摄一边进行校正。一般常用的校正方法有试验场检校法、基于多像自检校正法等。

2.2 动态后处理技术PPK与惯性参考系统INS

因为无人机整体身形较小，其在运行过程中会因为飞行中的气压或环境因素而影响绘制的过程和结果，在相机成片后，将相片的位置进行详细的记录并且自动进行调整修正这种技术就非常重要，这种技术就是PPK技术又称为动态后处理技术，其不仅可以克服一些气候带来的影响，PPK技术原理是借助接收机和1台以上的流动站对卫星的载波机位进行测量后确认相对精准的GPS定位技术。PPK技术的优势非常多，比如受可视条件、能见度、气候、季节等因素的影响非常小；作业范围的半径能大到30km；而且定位方面的精度很高，误差精度可达5mm。

而INS即惯性导航系统是一种不依赖于外部信息，也不向外部辐射能量的自主式导航系统。这个系统的工作原理是根据惯性空间的力学定律，从运动计算中运动的数据以及旋转的角度数据等，根据系统变化来进行调整。

2.3 空中三角测量技术

空中三角测量技术在无人机的数据测绘中又叫作空三加密技术，这个技术在整个数据处理中的地位非常重要。一般是借助相片与所拍摄的目标形成一种空间几何中关系，同时结合部分相片的控制点要素等将外方位的元素计算出来，控制着产品的精准度。而这些应用都是系统里的软件经过参数设置后实施的，在最初的测绘中不管是摄像像幅还是飞行姿态都会存在误差值，而引入了GPS辅助空中三角测量技术就能够找出系统中的粗差点，根据科学的像算匹配计算从中发现相关思路。真正在实践中需要首先将空三加密，获得了相关的外方位元素持就要将这些数据当成关键性的数据，通过这样的方式来获得精准的匹配度来提升整体的效果。在控制点的实测中主要对象就是需要测量整个地区的周围四个点，通过预测来找到控制点的位置从而实现快速测量的功能，一般在进行控制点测量后，再需要进行检查以及审核，从而来提升空中三角测量的准确率和精准度。

2.4 数字正射影像DOM生产

DOM是对相片进行数字细微的纠正和调整，并且按照相应的范围进行裁剪最终形成的正射影像集，DOM是让相片上具有影像的特征，同时也有地图的精度。无人机测绘数据的DOM主要是在空三加密的基础上再将成像资料进行影像纠正、分幅裁剪处理及数据处理等，担保DOM相片的高质量和高精准度，有时遇到高架桥及陡壁等还需要人为手工来添加特征线。

2.5 数字调和模型DEM生产

DEM的内容是通过地形模型数据来实现对地面地形情况的数字化模拟，这种数据值是以有序排列的形式来表示的，主要是在空三加密基础上对原始影像采集后进行重采样生产核线影像。这个无人机测绘软件在人工编辑后就可实行的自动匹配，准确的DEM保证了DOM的精度。

2.6 实景三维模型

实景三维模型是以数字信息来表现景观，这项功能充分体现出其相对于其他建模方式模型的不同，特别是在对大范围城市三维场景模型方面的巨大优势，它为使用者提供了一个宏观的视角。

3、无人机测绘数据产品的具体应用

3.1 国土测绘

我国国土面积宽广，资源充足，但土地实际利用率非常低，这种现象对国民经济的发展有不利的影响，将无人机测绘数据的产品应用到国土测绘中，能够帮助测绘人员能够更精准更快速地掌握测区的详细情况，可以充分地应用于国土资源动态的监测与调查、特征分析等各个行业，比如对于一些环境相对恶劣的地区的情景可以用高分辨率的航空影像获取数用于区域规划。

3.2 矿山测绘

地区发现矿山为确保开采安全，都需要在最初先用无人机进行测绘了解整个矿山的地形地势，了解整体环境及交通情况，并且系统采集面积、高度等数据，获得足够的数据，然后将相关数据进行整合分析从而为矿山的开采提供了相应的指导。

3.3 环境监测

环境保护在社会发展中同样重要，无人机测绘产品在环境中责任重大，覆盖面很广，对于环境污染进行监测，对于整体情况进行了解和掌握，从而可以制定解决方案，进而提升治理工作的便利性。比如监测水质、对于区域内固体污染物情况的了解，同时还可以进行海洋监测、海面航船溢油监测等方面都可以借助无人机来实施相应的工作。

3.4 应急救灾

无论是地震、山体滑坡、泥石流等情况，都可利用无人机进行多角度的拍摄，然后将相关数据反馈到控制中心，可以在短时间内迅速取得灾区的影像数据，为救灾部署和灾后重建工作的开展起到非常重要作用。目前在许多应急救灾现场无人机测绘技术都已经得到了很好的应用。

3.5 城建应用

传统的地铁、铁路和汽车隧道或者桥梁桥墩等部位的检测，需要检测人员深入到隧道内部或者悬挂绳索到桥梁下方，采用人工排查的方式来确认是否有裂痕或者漏水等异常，并且确保隧道结构的安全性。传统方法过分依赖人力，效率也低并且还有安全风险，而无人机就可以经过测绘采集隧道内的高精度图像数据生成三维模型供给工程师随时调取查看进行分析，提高应用效率。

3.6 其他方面的应用

无人机测绘数据应用非常广泛，如电力、水利、交通、环保等行业的应用，同时在公安、消防、反恐、武警等都有不同的使用，同时在电影行业以及户外活动、晚会现场等都有使用到。

4、结语

随着社会的进步和科技的不断发展，无人机测绘技术的应用将会有越来越广阔的市场和空间，其在各个领域都取得了非常好的应用效果，提供了很多便利，还提高了效率，目前各相关企业需要加大重视力度，对相关技术进行深入的开发和研究，让数字技术有更深入的发展，使无人机测绘产品的应用可以更高效更普及。