无人机测绘技术用于工程测量的探讨

康晓宁

(郑州郑房测绘有限责任公司)

传统数字化测图技术在应用中,不仅整个测绘过程的复杂度较高,而且过程中也需要投入较多的人力、物力,综合应用成本较高。将无人机测绘技术引入到规划核实测绘活动中,不仅可以加快测绘活动的开展效率,而且能够降低所得测绘数据的容错率,提高测绘结果的准确性。

2.1 放线核实

也叫灰线验线,是指城乡规划主管部门将放线报告与依法审定的建筑工程总平面图进行对照,验核该建筑工程的放线情况与城乡规划主管部门审定的总平面图是否一致。

2.2 基础竣工核实

也叫±0.00验线,是指城乡规划主管部门将基础竣工测量报告与建设工程规划许可证及附件、附图确定的有关建筑基础规划部分内容进行对照,验核建筑工程基础的建设情况是否与建设工程规划许可证及附件、附图相符。

2.3 工程竣工核实

指城乡规划主管部门将工程竣工测量报告与建设工程规划许可证及附件、附图所确定的内容进行对照,验核建筑工程的建设情况是否与建设工程规划许可证及附件、附图相符。

3.1 外业像控测量

根据《数字航空摄影测量控制测量规范》(CH/T 3006-2011)中的相关要求,对已有航摄资料进行整理,并以此来完成计划航向、旁向间隔等参数设计,对于复杂度较高建筑工程所在区域,应适当放宽相关参数,以满足外业像控测量活动的开展要求。为了确保获取数字正射影像数据的精密性,需控制好拍摄区域控制点数量,做好相对位置的合理规划,以此来获取到准确和完整的分析数据,提高所整理结果的有效性与可靠性。

3.2 编号及精度要求

做好像控点编号是为了方便测绘数据整理,控点编号会使用“J”字进行开头,第一个控制点编号为001,如“J001”、“J101”等,以便于后续统计活动的顺利进行。结合建筑工程的施工特点,在正射影像成图制作中,所使用的比例尺为1:2000,而且在像控点和相邻像控点之间,其平面误差值会控制在0.024m以内,如果地区的复杂程度较高,需将平面误差值控制在0.020m以内。而高程控制点的中误差数值需控制在等高距离的1/10,参考此要求来进行数据整理,为后续数据整理活动的有序推进奠定良好基础。

3.3 影像数据分析

完成上述分析工作后进入到影像数据分析环节,应做好原始数据格式整理,利用无人机测绘技术所得到的核实测绘数据格式主要以TIF、JPEG为主,而数据处理时多利用Virtuo Zo系统进行处理,而该系统内部的数据主要以Vz格式为主,此过程也会在内部进行转化,以满足后续分析活动的有序展开。对原始影像数据的分辨率和比例尺进行整理,建筑工程施工高度存在较大不同,在无人机测绘活动中也需要灵活调整飞行高度,此过程中图像的分辨率也会发生变化,需利用系统进行调整,以得到预期比例尺的影像数据。校核无人机上装载相机参数的合理性,查看相机内部存在的畸变参数,并根据相关参数来完成相关参数校正,以得到准确的影像数据。对已知图像中的点位分布情况进行整理,了解是否完整获取建筑工程规划核实测绘数据,为后续分析活动的进行奠定良好基础。

3.4 解析空中三角测量

空中三角测量的应用工序包括准备工作、相对定向、绝对定向以及后续工序内容。在相对定向的处理过程中,需将视差中误差控制在像素值的1/3,并且所得到的最大残差值需控制在2/3像素以内,若规划核实测绘区域的复杂度过高,可适当放宽一定比例,以确保所处理数据的合理性。基于以往的处理经验,每一个图像中所连接点数不低于30个,在自动化系统处理失败后,可利用手动定向的方法对内容进行调整,以此来提高所有连接点参数的合理性,使其可以更加接近于标准点,以得到准确的数据,满足规划核实测绘工作要求。在绝对定向区域网平差的处理活动中,需要根据相应的精度要求来处理相关数据,以提高数据分析结果的准确性与可靠性。以1:2000比例尺规划核实成图为例,①基本定向点的平面位置中误差不超过5mm,高冲中误差不超过4mm;
②检查点的平面位置中误差不超过10mm,高冲中误差不超过8mm;
③公共点的平面位置中误差不超过12mm,高冲中误差不超过10mm。

3.5 高程模型提取与编辑

完成上述分析活动后,进入到高程模型提取与编辑的阶段,根据空三加密处理后的规划核实测绘图形,参考立体量测原理,对于影像数据中的特征点进行匹配处理,对于建筑物复杂或密度较高的区域,还需要做好特征数据采集,以提高所整理数据的合理性与可靠性。在完成特征点数据整理后,还需要根据粗差计算值对部分像素数据进行剔除和滤波处理,结合立体模型数据信息,得到完善的应用模型。对于规划核实测绘区域中的建筑物和植被,也会利用人工编辑的方法来进行处理,从而得到可靠的数字高程模型,提高所得数据的直观性。

3.6 正射影像生成与拼接

完成上述分析活动后,进入到正射影像生成与拼接环节。在具体的执行过程中,会根据已经完成的数字高程模型、空三加密测量图,在数字微分纠正技术作用下,可以顺利完成单片正射影像的优化处理,以得到完整的应用数据。在数据整理活动中,应做好纠正范围的选择工作,一般情况下所选纠正范围会集中在影像中心,而且在处理活动中也需要做好重叠区域的整合工作,以提高数据整理结果的可靠性。完成这些处理工作后开始对单片正射影像展开下阶段处理,包括色彩调整、亮度整理、对比度调整、色彩均匀化处理等。以色彩均匀化处理为例,进行处理的主要目标便是消除各类影像之间的色调差异,使其整体色彩可以处于比较均匀和一致的状态,这样也可以提升图像内容的清晰度,确保图像色调内容的自然化。除此之外,在实际处理中也需要做好影像拼接处理,在具体的合成活动中也需要提高处理结果的精准度,而且对于比较复杂的区域可以通过手动调整的方式进行处理,以此来提高整理结果的清晰度和直观性。在图像完成拼接后也需要做好匀色处理,以此来提高图像的清晰度,达到预期的处理效果。

3.7 对比分析标准数据

相关部门在完成影像数据整理之后,需要按要求对数据进行自检和二检,整个过程中都需严格遵循《测绘成果质量检查与验收》(GB/T 24356-2009)中的相关内容展开,等待内容均满足要求后可以提交给质量管理部门进行审查,对于发现的问题也需要及时处理,以提高所整理数据的应用价值。参考标准数据可以对这些数据进行全数检查。根据实际情况也可以利用抽样检查的方法和全数检查方法来完成所有样本信息的整理,在对比分析后也会整理成相应表格,并绘制相应的报告书,以提高数据分析结果的准确性与合理性。

4.1 做好基础资料采集

做好基础资料采集,可以为无人机测绘参数的拟定奠定基础,以提高规划核实测绘结果的合理性。对于规划核实区域的基础资料进行整理,了解该地区具体边界、地形波动情况等情况,根据所得到的相关数据,确定无人机航向重叠度、旁向重叠度、旋偏角、像片倾斜角、航线弯曲度、航高等内容,以此来提高无人机运行过程的稳定性,得到完整和准确的分析数据[1]。在无人机航测参数的拟定中,需做好参数审核工作。例如,在航线弯曲度控制环节,为了提高航拍过程的充分性与稳定性,应提前做好预备线长度控制,基于以往的管理经验,在规划核实测绘活动中,预备线长度控制在1000m左右,而且在测量活动中的航线弯曲度也需要控制在3%以内,以提高测绘结果的准确性。

4.2 加强测量误差控制

通过加强测量误差控制,能够降低数据误差带来的负面影响,提高数据整理结果的可靠性。做好机械误差控制,无人机测绘技术应用中会使用到无人机、高分辨率相机、传感器等,这些设备在应用中如果在初始状态下存在误差,那么也将直接影响到获取影像数据的合理性与可靠性。对此,在技术应用前需要做好设备各项参数的检查工作,确定其参数合规之后再开始航测,降低机械误差带来的测绘影响。控制偶然误差,在无人机飞行过程中需做好飞行高度、飞行速度、飞行角度等参数的控制工作,将各参数波动控制在合理范围内,而且尽量在某一时间段完成全部的规划核实测绘任务,减少自然因素带来的影响性,提高测绘结果的可靠性[2]。

4.3 合理设计养护计划

合理设计养护计划,可以延长相关设备的使用寿命,提高设备运行时带来的综合效益。应做好设备日常养护工作,无人机测绘技术应用中会使用到的无人机、高分辨率相机、传感器等设备,在完成每日航测任务后需要对其进行日常养护,养护内容包括擦干表面水珠、擦拭镜头、拆除机翼等,确定各项养护工作结束后可以将无人机回收,降低设备受外界的影响性。加强设备定期养护管理,在无人机使用一段时间后,需要对设备进行一次定期养护,定期养护会对整个设备进行一次系统检查,一般会将其送往到专业机构进行系统保养,这样也可以让设备在较长时间内处于稳定工作状态,提高规划核实测绘结果的准确性与完整性。

4.4 组建可靠测绘队伍

组建可靠测绘队伍,能够将无人机测绘技术应用优势充分发挥出来,减少人为因素带来的负面影响。应适当提高测绘队伍成员的筛选门槛,依托信息技术来建立量化评估体系,对成员专业能力、学习能力、应变能力等内容进行量化评估,以此筛选出高水平成员组建测绘队伍。在测绘队伍正式工作前也会进行技术交底,帮助其明确此次的测绘任务、测绘要求,并且也会组织相应的能力培训,在培训结束后的测试成绩计入到个人绩效考核中,以此来提高测绘队伍成员重视度,不断提升队伍综合水平。

综上所述,做好基础资料采集,可以为无人机测绘参数的拟定奠定基础,加强测量误差控制,能够降低数据误差带来的负面影响,合理设计养护计划,可以延长相关设备的使用寿命,组建可靠测绘队伍,能够将无人机测绘技术应用优势充分发挥出来。整理无人机测试技术在规划核实测绘中的应用要点,同时提出相关建议来提高测绘结果准确性,这对于加快测绘活动开展速度,提高规划核实测绘结果准确性有着积极的意义。

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