无人机测绘数据处理关键技术及应用探究论文

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　　摘要：近年来，我国科学技术发展较快，无人机在诸多领域中的应用范围较广。规范运用基于无人机的测绘数据获取与分析处理技术，能有效提升测绘效率与测绘精准度。本文基于无人机测绘数据的分析处理理论，对无人机测绘数据的分析处理技术及其在实践中的运用进行探讨，提出应用建议，全面推动无人机测绘数据处理活动的高效发展。

　　关键词：无人机，测绘处理，关键技术，应用

　　Research on the Key Technology and Application of UAV Surveying and Mapping Data Processing

　　Niu Haoqun

　　(Cangzhou Planning and Design Institute Co.,Ltd.,Cangzhou Hebei,061000)

　　Abstract:In recent years,China's science and technology have developed rapidly,and UAVs have been widely used in many fields.Standardized application of UAV based surveying and mapping data acquisition and analysis processing technology can effectively improve surveying and mapping efficiency and accuracy.Based on the analysis and processing theory of UAV surveying and mapping data,this paper discusses the analysis and processing technology of UAV surveying and mapping data and its application in practice,puts forward application suggestions,and comprehensively promotes the efficient development of UAV surveying and mapping data processing activities.

　　Key words:UAV;mapping processing;key technologies;application

　　无人机测绘技术包括计算机技术及高科技技术，此项测绘技术对推动我国测绘领域全面建设具有重要作用。通过应用无人机测绘技术，测绘工作能与数据处理同步展开，有效摆脱传统测绘领域中诸多限制性要素及错误率较高等要素的影响。以此提升测绘的机动性与灵活性，便于为无人机测绘关键技术的全面发展提供充足经验，以此推动无人机测绘的全面发展。

　　一、无人机测绘数据处理关键技术应用优势概述
 

　　在我国高精尖科技高速进步的大背景下，专业程度高的普通数码相机的空间分辨率低至0.1m。因此，技术人员可以以较低成本在无人机上搭载高分辨率数码相机，从而通过无人机拍摄清晰度较高的数字图像。就目前无人机技术而言，无人机飞行高度阈值为50m~3000m，有效续航里程可达300km~500km，甚至更远，这足够保证无人机完成对特定城市公路、桥梁等基建的多次航空拍摄测量。另外，在无人机进行航空拍摄测量时，技术人员还可以在数据链保持连接的基础上实时传输测量所得数据。地面控制中心的技术工作人员可以遵循测量工作任务的具体要求发送操作指令，对无人航测工作进行调整，使得无人机在航测中的具体工作颇具弹性。目前，大部分无人机的驱动动力主要由汽油燃油发动机提供，而汽油相对其他能源而言成本较为低廉，在一般公路所处地理位置中就可以满足基本的起降需求。与此同时，使用无人机进行航空拍摄测量对装备的要求不高，遥控装备和地面接受设备就可以基本满足工作需求，无须配备专用装置，这在降低成本的同时简化了操作程序[1]。

　　二、无人机应用于航拍测量时的关键技术

　　(一)无人机飞行的操控技术

　　在无人机进行航空拍摄测量时，技术人员通过实时获取机载陀螺仪等感应器提供的机身反馈数据，利用软件及时对所得数据进行计算，以获得相应的控制参数，最终实现对无人机飞行速度、高度、姿势等飞行状态的精确操控。无人机飞行过程中，地面不断获得传感器传来的飞行速度、高度和位置数据，地面遥控设备实时计算控制量，并通过信号控制无人机调整飞行位置[2]。

　　(二)无线数据传输和摄影测量技术

　　在航测业务中，无人机将会获得大量的测量数据，这些数据无法全部通过无线信号传输，因此可以把不具有实效性的数据储存在固态存储器中。对于要求实时传输的数据要做到及时、精准传输。目前航测中使用的无人机所搭载的大多是单反相机，其成像质量对航测精度有非常大的影响。对于高精度测量任务来说，要获得清晰的航拍图像和高精度的测量数据，还需要综合运用多维成像技术和多维传感技术[3]。

　　(三)航行轨迹规划

　　在使用无人机进行航测时，只依靠人工控制比较低效，还需要使用自主控制飞行。利用航迹规划算法，输入起点、目标点、测量要求等具体的约束条件，获得最佳航测飞行路径，即可实现无人机的自主飞行控制。基于航迹规划算法的自主飞行控制，可以根据航测计划，综合考虑无人机本身特性，实时计算最优飞行路径，并在必要时自动调整高度、速度、飞行距离。基于航迹规划的自主飞行控制，可以规避人工操控可能出现的错误和低效飞行，并能充分满足航测作业中图像重叠度等各项具体要求[4]。

　　三、无人机测绘数据处理关键技术

　　无人机测绘数据处理是运用航飞拍摄影像实现的，无人机航拍主要是运用遥控技术。因此，要着重加强对数字正射影技术、数据高程模型、运行动态摄像相机、空中定位技术的研究分析，这样能高效控制无人机测绘数据处理，以此提升测绘数据精确性。

　　(一)校验无人机的非量测相机

　　在无人机测绘过程中，非量测相机是无人机运行应用的最佳拍档，其主要原因是无人机在飞行过程中会受到较多因素影响，但是非量测相机能有效解决、规避此类不良要素，以此保障无人机正常测绘。但是在无人机测绘中，非量测相机主距与相片重心坐标系统的焦点坐标存有不确定要素，出现此类现状时将不能有效判断像主点坐标，因此，内定像至关重要。无人机航空非量测数码相机的校验比较关键，对各项数据处理产生的影响较大，可以采用自检校法、试验场检校法、多像灭点检校法等常见的校正方法[5]。

　　(二)数字正射影技术

　　数字正射影技术的主要目标是将各类照片组成数字正射影像集，并在操作过程中选取数字微分纠正及镶嵌技术对无人机拍摄获取的照片进行美化，基于图幅标准及操作要求对照片展开对应的修正及裁剪，这样能有效提升摄影表现成效。数字正射影像技术具备较高的精度，还具备影像优势。对各类数据信息进行深入分析与处理是数字正射影技术运用阶段必须执行的操作，比如匀光匀色处理、DEM数据处理及影像纠正等[6]。

　　(三)动态后处理技术及惯性参考系统

　　无人机质量较小主要是因为无人机无需载人，但这样将会导致其在飞行过程中出现较多不稳定要素，此类不稳定要素将会影响精确测绘的结果与获取过程。现阶段，要想最大限度地满足各项处理要求，工作人员就需要对记录相片位置、姿态进行调整。惯性参照系统与动态后处理方法运用均属于数据分析处理工作中的核心。与传统的测绘技术相比，动态后处理技术不会受到自然恶劣天气要素的影响，加上动态后处理技术自身定位的精度值较高、覆盖范围较广，因此可以全面提升测绘的精确性。其中，惯性参照系统是自主式导航系统，将PPK和INS有效结合，能实现空中三角测量的应用成效。

　　(四)数字高程模型

　　数字高程模型构建属于一个过程，其主要是对地形展开数字化模拟。模型构建过程中主要发挥限制性高程地形数据信息的应用价值，但是此类操作仍具有限制性，我国地形类型相对复杂且多样，要想集中解决此类问题且获取较为精确的数据信息，需要对DEM实施人工处理，这样才能集中解决航拍阶段的各项错误问题。

　　(五)空中三角测量技术

　　无人机数据测绘中的空中三角测量技术又被称为空三加密技术，此项技术在数据处理中占据着重要位置，在实际操作过程中主要是基于相片及拍摄目标来构建空间几何关系，再基于相片控制点要素对外方位元素实施计算，以此提升产品控制的精确性。此类应用是系统软件通过参数设定之后实施的。在初期测绘中，摄像像幅及飞行姿态均具备对应的误差值，通过引入GPS能有效辅助空中三角测量技术，便于对系统中存有的粗差点进行判断。基于科学化的匹配计算能有效拓展思路，在操作过程中实现空三加密，有效获取更多外方位元素，便于将此类数据信息整合为诸多关键性数据，提升数据匹配成效。在控制点实测阶段，主要是对整体区域点位实施测量，再通过预判来找寻控制点位置，实现快速测量。正常情况下，在控制点测量完成之后，要及时展开检查、审核，便于提升三角测量的精确度[7]。

　　四、无人机测绘数据处理关键技术及应用

　　(一)在环境检测中应用无人机测绘数据处理

　　在环境监测过程中运用无人机测绘数据处理技术，能全面获取勘测区域的整体污染状况，有助于集中排除污染。无人机航测数据分析处理的核心技术也能运用到各类固体污染物监测、湿地监测、海洋区域监测中。在矿山测绘过程中，要想全面提升矿山开采的安全系数，相关人员可以合理运用无人机测绘数据处理技术掌握矿山周边区域的实际面积、地形地势等。测绘矿山能全面提升勘察辨别效率，强化总体勘察的精确性。技术人员在进行无人机测绘数据处理时，要注重对无人机的飞行高度、拍摄角度的调整，这样能获取更多极具参考价值的测绘信息。合理地汇集、分析、处理数据，便于技术人员对矿山整体发展现状进行判断，获取矿山植被覆盖情况、区域交通现状、矿山地势特征等，可为矿山开采活动的开展提供全面指导[8]。

　　(二)在国土测绘数据中应用无人机测绘数据处理

　　在土地资源管理中，全面开展国土测绘活动至关重要，能全面提升资源利用率。充分利用无人机航测技术，能全面提升测绘的精确性与工作效率，还能帮助国土资源管理部门建立起针对国土资源的动态监测机制，并且可以取得优秀的成效。在国土测绘方式中运用此类技术能有效管理违规占地现象，使得各类土地资源能得到有效利用，在管理阶段则能有效解决以往传统测绘手段使用过程中存在的各项问题，对多项不足情况进行集中优化。应用无人机测绘数据处理技术，能调节传统数据测绘中各项数据存有的差异，对作业成本进行控制。由于无人机自身具备较强的环境适应力，因此通过无人机测绘数据处理关键技术，能全面满足当前国土测绘的多项需求，对国土资源展开全面监控，在动态管理方式的作用下提升管理成效。

　　(三)在灾情救援中运用无人机测绘数据处理

　　近年来，我国多数区域各类地震等自然灾害频发，合理选取无人机测绘数据处理方式，有助于提高各类地质灾害救援活动的效率。无人机测绘技术具备较强的灵活性、机动性，能有效获取多数区域灾害问题产生的真实数据。在灾情救援中规范运用无人机测绘数据技术，能提升救援活动成效，为救援人员开展多项救援活动提供便利。由于诸多区域位置偏僻，地处山区公路边坡，在勘测中会引发诸多勘测风险，而合理运用无人机测绘数据处理技术能全面提升多项活动的安全性，为后续公路项目的建设提供参考数据信息。在山区选取外业航拍技术，工作人员能基于拍摄区域的地形环境与公路情况，有针对性地控制测绘数据信息，精准处理测绘影像数据信息精准处理。基于规范的运用无人机测绘数据处理技术，管理人员能合理处理平差情况，全面提升测绘[9]。

　　五、结语

　　在运用无人机测绘数据处理技术时，要精确判定无人机测绘数据处理技术的多重优势，比如强时效性、高分辨率、较短生产周期等。无人机测绘数据处理技术的各类优势覆盖范围较广，产生的影响力较大，能在灾情救援、环境监控、国土测绘中广泛运用。将各项可视化技术与先进的计算机技术有效结合，能扩大此项技术的运用范围。在环境条件恶劣的测量区域内开展测量工作时，无人机完全可以替代人工进行测量。但是目前无人机在测量中的应用仍旧存在一定的局限性，随着我国技术不断完善，各类问题在实践中会得到有效改进。

　　【参考文献】

　　[1]陈柏穆.无人机测绘数据处理关键技术及应用[J].国土资源导刊,2022(1).

　　[2]王旭,石频,廖勇.无人机测绘数据处理关键技术及应用探究[J].商品与质量,2020(8).

　　[3]王璟.无人机测绘数据处理关键技术及应用的相关分析[J].工程建设与设计,2020(6).

　　[4]邓珊.对无人机测绘数据处理关键技术及应用的探究[J].新疆有色金属,2021(3).

　　[5]苏毅懋.无人机测绘数据处理关键技术及应用的研究[J].中国金属通报,2020(22).

　　[6]孙松梅.无人机测绘数据处理关键技术及应用探究[J].世界有色金属,2020(9).

　　[7]阮有元.无人机测绘数据处理关键技术及应用的相关分析[J].大众标准化,2020(10).

　　[8]陈家旺,黄毓琼,于亚鹏,等.无人机测绘数据处理关键技术及应用的相关分析[J].百科论坛电子杂志,2020(7).

　　[9]寇海成.无人机测绘数据处理关键技术及应用探究[J].智能城市,2020(1).

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