无人机航测技术在应急测绘中的应用何文波

无人机航测技术在应急测绘中的应用何文波

何文波杨洋李旭洋

国家测绘地理信息局第一地形测量队陕西西安710054

摘要：无人机航测系统的开发与推广很重要，就是要解决目前潜在的迫切需要改善测量的映射结果迫切需要建立应急服务支持能力。随着我国无人机的发展该系统装备和推广，无人机航测系统正在提高测绘成果潜力，提高测绘应急服务支持能力的能力发挥了巨大的优势，无人机低空飞行测量具有灵活、高效、快速、精细、准确、操作方便等特性低成本特征，高分辨率图像在小区域和困难飞行区域速度采集具有明显的优势，可以广泛应用于大型项目和新项目中测绘支持农村建设和抢险救灾。本文分析了无人机航测技术在应急测绘中的应用。

关键词：无人机航测技术；应急测绘；应用

前言

无人机经过快到百年的发展，现在无人机技术已逐步完善和成熟。与传统的飞行器比较，无人机具有灵活性好、操作简略、成本低价等特色，无人机的技术从军事范畴逐步扩展到了民用范畴，被越累越多的运用到地舆、工程测绘中。无人机航测技术是遥感技术中的一种，继卫星遥感技术、大飞机遥感技术以后的一项新式航空遥感技术，关于我国应急测绘保障、国土资源检查以及一些重大工程项目建造规模中使用非常广泛。

1发展概况

无人机技术经过几十年的发展，性能不断提高，功能日臻完善，尤其是近年来航空、微电子、计算机、导航、通讯、传感器等相关技术的飞速发展，使无人机技术从研究开发阶段迅速发展到实用化阶段，并被广泛应用到各个领域，成为未来航空器的重要发展方向之一。科技革命让无人机得到进一步发展，随着计算机技术、通讯技术的迅速发展以及各种数字化、重量轻、体积小、探测精度高的新型传感器的不断面世，无人驾驶飞行器系统的性能不断提高，应用范围和应用领域迅速拓展。中国科学院成都山地研究所开展了基于无人机的地震灾区遥感影像获取与处理工作，无人机航测系统作为获取地质灾害发生区地面信息的重要手段，为各部门救灾指挥提供了直观可靠的地面数据。由于目前模拟摄影测量手段落后，仪器设备也都已经淘汰，而全数字摄影测量现已成为大规模生产4D产品的主要方法与手段，它的普及程度非常广泛，其成果服务于国土资源的各个行业，全数字摄影测量的推广与应用为国民经济与社会发展做出了重要贡献。

2无人机航测技术的优势

一是迅速灵敏。因为无人机无需载重驾驭员，然后省去了驾驭设备以及安全救生设备的要点，这就大大降低了机体的分量，分量的减轻使无人机飞行更简便。无人机遥感监测十分迅速，功率大大提高。在应急事情处理中，无人机适用于大范围的监测，日检查能力最高可达2000多平方公里，使监测功率大幅度提高。二是监测更微观的规模。无人机航测技术不仅能在狭小的地理空间中监测和收集数据，而且还能监控更大的规模和空间。无人机航测技术主要利用频谱分析来监测数据分析和信息采集的区域，能够完成多帧、多次大规模的检查，以保证检测的准确性。此外，无人机航测技术可以通过三维仿真和仿真技术来显示微观态势，为突发事件处理提供精确、微观的技术信息。三是快速数据处理，高分辨率。与卫星图像分辨率相比，无人机的图像分辨率要高得多，通常可以达到0.1-0.5米，无人机航测技术可以与GIS集成，快速构建监控应用。

3无人机航测技术在应急测绘中的应用

3.1应急场景三维建模

应急场景三维建模是事故发生处及周边区域的地形、地物在虚拟现实中的映射，其中地形、道路、建筑物等是最为关键的建模信息。因此，地形数据、道路矢量数据、建筑物的平面几何数据、三维高度数据和影像纹理数据是场景三维建模的核心数据。为快速、高效地获取高质量的建模数据，采用无人机摄影测量技术获得影像、点根据生成的DOM等可以获取场景中地物的线画图，根据地物点云抽取其高程数据，快速建立起地物的框架三维模型。制作场景中地物的线画图和二维电子地图，根据地物点云抽取其高程数据，快速建立起地物的框架三维模型。但无人机航测生成的数据成果，对地物（地形）高差较大的区域会产生形变，需进一步提高像控和空三的质量，以提高区域场景的三维建模精度。

3.2数据质量检查及应用

（1）测绘影像资料的获取。无人机航测技术在进行测量测绘时，首先要挑选适宜的起飞平台，起飞平台要根据地形地貌的特色进行恰当的挑选。与传统的影像获取手法不一样，无人机的起飞旋偏角大而像幅小，因而，在获取影像材料时，能够选用空中三角的测量技术，空中三角技术经过对拍照进行纠正和修复，能够有用的避免拍照中的缝隙。此外，无人机航测技术在进行测绘影像材料的获取时，可通过选用曝光推迟拍照抵偿、转弯缓冲、起飞姿势操控等技术来完成。

（2）无人机拍摄数据的处理。跟传统的数据收集的方法不一样，无人机对数据的处理在数码印象的摆放上不上规矩的，由于无人机的飞翔视点疑问，俯仰角和旋偏角较大，印象堆叠度对比增大，这就导致简单发生印象变形的疑问。为了得到高质量的印象，无人机搭载的数码相机通常都是变焦镜头。为此，可先对变焦镜头进行标定，再对标定成果进行剖析，寻找不一样焦段上相机内参数及畸变参数与焦距之间的内涵关系，然后得到变焦相机快速标定和畸变改正的办法，就能充分利用相机的变焦功能，然后提升无人机的工作效率。

（3）测绘影像资料的获取。无人机航测技能在进行丈量测绘时，首先要挑选适宜的飞翔渠道，飞翔渠道要根据地形地貌的特色进行恰当的挑选。与传统的印象获取手法不一样，无人机的飞翔旋偏角大而像幅小，因而，在获取印象材料时，能够选用空中三角的丈量技能，空中三角技能经过对拍照进行纠正和修正，能够有用的避免拍照中的缝隙。此外，无人机航测技能在进行测绘影像材料的获取时，可通过选用曝光推迟拍照抵偿、转弯缓冲、飞翔姿态操控等技能来完成。

3.3地质灾害信息的快速勘察应用

利用航空遥感数据进行地质灾害的快速解译和勘察是无人机航拍的最终目的。图像中提取地质灾害的地质灾害的身体可以用来生成灾难信息基于传统的数字正色摄影遥感分类及人机交互基于无人机低空航空系统的半自动提取,拍摄高分辨率的图像快速形成的马赛克可以打印方法实际的图像或直接在电脑上与交互式解释进行快速和方便的地质灾害调查信息。在地质灾害发生后的第一次，我们不能将图像的来源考虑进去，直接使用不受控制的图像拼接技术获取大面积的灾害图像，快速获取宏观灾害信息。由于地震影响地球磁场，造成无线电和微波通讯的干扰甚至中断，紊乱的电磁波会对飞机仪表产生极大的影响，同时天气不好，地形复杂，所以通过有人驾驶飞机去获取地面情况十分危险。而要及时获取航天遥感数据又几乎不可能。而无人机则因为无人员伤亡之虑，受天气影响又很小，所以无人机发挥了独特的作用。其他突发事件，如森林火灾扑火指挥、冰雪灾害、洪涝、核电站险情救援等，无人机遥感将发挥越来越大的作用。

结语

现在，跟着无人机简洁灵活、操作简洁等优势的闪现，无人机被越来越广泛的应用于城市建设、水土保持监测、防汛抗旱、应急突发事件等方面，技术也在不断提高和成熟。因而，应在工程测绘中广泛应用无人机遥感技术，来大大提高工程测绘的精度，获取更明晰、质量更高的影像信息。

参考文献

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