无人机测绘数据处理关键技术及应用探究

无人机测绘数据处理关键技术及应用探究
摘要：科技的发展给工程测绘技术带来了更高的要求,测绘效率需要进一步提升的基础上也要提高数据的处理水平。

新型测绘技术之一的无人机测绘应运而生,其测绘效率以及精度不但非常高,另外能够更好地完成数据梳理工作,使数据处理的效率得到大大提升,能够有效减少人工劳动地输出,本文主要分析了无人机测绘数据处理的关键技术并探讨了具体应用供参考。

关键词：无人机；测绘数据处理；三维视图；应用
前言
无人机测绘技术是我国科技现代化发展的一项较为突出的研究成果,它将可视化技术与计算机应用结合起来,辅以其他的现代科学技术,形成的一种具有高灵活性、机动性的一类产品技术。

在某种程度上象征着我国近代化科技发展技术的体现,它与传统测绘技术相比,测绘的精准度更高,采取现代科技与计算机控制相结合的方式,使得其测绘的效率大大提高。

同时,无人机测绘的工作成本低,应用范围广阔,灵活多变,是一种适合于大范围推广使用的一种测绘手段。

1无人机测绘数据处理介绍
无人机测绘数据处理技术是根据远程数据操控,依靠对目标点及测绘目标的数据补充,对拍摄的对象进行图像及数据的处理,最终得到有关测绘产品的过程。

它相对于传统的测绘手段,具有以下较为突出的优势:（1）工作成本较低（2）工作的效率较高（3）获得的数据更加准确（4）应用范围广阔,市场应用潜力大。

整体来说,无人机测绘技术的发展是工程测绘手段里面的一大进步,该技术的出现对传统方法进行弥补改进,引领测绘行业的发展。

2无人机测绘数据处理关键技术
2.1 PPK 与 INS 技术
在无人机测绘数据采集过程中,由于该技术自身特点,使得存在些许误差,主要误差有拍摄照片存在像点位移和高程扭曲偏差。

这是由于无人机的体重较轻,飞行时姿势不稳定,使得拍摄时的位置与预期位置不一致。

这会影响后续成果的精度。

因此,在使用无人机测绘技术时,要对其飞行位置进行实时的监测和记录。

而解决这一问题的一大技术便是INS技术,INS 即惯性导航系统,同时又被称为惯性参考系统。

这是一种先进的自动导航系统,它既不需要外部的信息对其进行实时的命令指引,也不会对外辐射能量。

它的原理较为简单,利用惯性空间中的力学规律,使用陀螺仪、加速器对运动过程中的旋转的角度以及运动的加速度进行计算和记录,同时可根据坐标系统的旋转变化来进行运动轨迹及位置进行分析。

通过对相关数据进行分析,可收集到无人机实际飞行速度、状态,及飞行姿势和相对位置等信息。

PPK 技术即为动态后处理技术,也是无人机测绘技术中数据处理的一个至关重要的技术。

它主要借助载波相位的方式对数据进行事后差分的处理,完成对所需测量对象的GPS定位。

它的工作原理如下:首先,利用同步观测的基准站,完成对卫星的载波相位的初步的测量,将其数据发送给计算机,通过电脑对数据进行GPS的数据处理,然后对数据进行线性组合,形成一个理想状态下的载波相位预计值,对接收机之间相机位置进行初步的基础定位。

然后再通过坐标转换,获得流动站在实际坐标体系中的坐标。

2.2相机检校技术
进行无人机测绘时,非测量相机的测绘是一个必不可少的环节。

但鉴于相机的
主距坐标是未知的,同时像主点的坐标也是无法直接获取的,因此相机测绘得到的数据存在较大误差,需要在后续的数据处理中通过检校技术进行完善。

同时,使用非测量相机镜头得到的数据相对于其他方法产生的畸变差较大,相机测量的像点坐标误差较大,这也对测绘结果产生影响,需要进行校正。

2.3空中三角测量技术
空中三角测量技术在无人机测绘技术方面有着不可替代的作用,它又被称之为空三加密技术,它主要利用航摄相片中摄影技术与所摄目标逐渐形成的空间几何关系,同时结合像片的控制点位置,将待求区域外的方位元素计算出来。

现阶段的使用过程中,GPS/IMU 辅助空中三角测量是较为普遍的一种空三加密技术。

在数字测绘产品生产过程中,空中三角测量是十分重要的一项工作。

它与产品的实际精度和准确度有着紧密地联系。

该项工作的测绘方法主要包括像点匹配、平差以及控制电测等。

像点匹配作为第一个环节,是由软件实施,但工作人员需要提前设置好参数,做好有关的预处理工作。

在测绘中,无人机实际的航飞影像像幅较低,同时实际的飞行初始位置与理想状态的偏差对结果也会产生一定影响。

在测绘的实际过程中引入GPS/IMU,就会发现较多的粗差点。

科学的结合迭代算法以及像点的匹配算法,可以发现测绘技术的人为迭代的概念和思路。

3无人机测绘数据处理在现实中的应用探究
3.1无人机测绘数据处理在地形测量中的应用分析
在传统的测绘工作展开前,需要提前进行工程测量,完成对大比例尺的测绘,同时,在进行测绘过程中,局部的小范围区域也需要人工进行测绘,这样使得测绘的效率较低,同时,精准度也受偶然因素的影响较大。

而现代新发展起来的无人机测绘技术与传统的测绘相比,有着巨大的优势。

它可以直接通过简单的摄影测量对大比例尺、小范围测绘任务进行测绘,同时它受测绘区的位置、地形情况、范围大小影响较小。

在工作效率方面,无人机测绘也具有巨大的优势,对于地形复杂多样,时间紧迫的项目,往往可以达到解燃眉之急的效果。

例如灾情救援、应急测绘。

在受自然灾害后的区域,潜在危险较大,地形变化大且复杂,为了更好地展开救援,进行灾区的应急测绘是必不可少的,并且需要快速的获得灾区的最新大比例尺地形资料。

这时传统的测绘手段往往是无济于效的,而利用无人机测绘技术就能很好地完成该项任务。

不仅高效而且准确地对受灾地区进行紧急测绘,救援队伍根据该测绘成果能够直接回避危险地带,并且选择最佳路线,安全高速的到达救援实际位置,极大地缩短了救援时间,提高救援的效率。

同时也有助于保障救援队伍的自身安全,建立救援团队与外部的联系,同时它收集的数据在应急及救灾、灾后重建的工作上也提供重要的参考价值。

3.2无人机测绘数据处理在国土测绘中的应用分析
国土资源的测绘是测绘工作中十分重要的一个模块,通过对其进行测绘,获取相关的国土资源的数据及信息,从而更加方便地对其进行管辖和规划。

而将无人机测绘技术应用于国土资源的测绘,十分适合,可以达到很好的测绘效果。

通过无人机航拍工作获取其大致外形信息,高效地获取国土相关区域的资源信息,同时将接收站获得的信息进行采集、整理和分析,为后续的规划和管理提供数据指导。

与此同时,可以使用无人机测绘技术对国土资源进行实时的监测和检查,利用其流动性及高效率对其进行动态的实时监测,提高国土资源数据的可靠真实。

结语
从总体的角度来讲,无人机可以通过硬件系统和软件系统相结合,形成当前最为先进的测量技术,并且在此基础之上增加了航摄技术以及三维激光扫描技术。

完成
图像数据的获取之后,软件系统对获取到的数据进行编辑和滤波,再经过相应的计算,从而将处理好的数据图像直观的传送给相关的工作人员。

无人机是多项技术组
合的结晶,可以帮助人们提高测绘工作的效果和质量,同时也可以克服自然条件的
不利影响,使我国无人机行业得到更大的进步与发展。

参考文献
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