无人机测绘数据处理技术及其应用探讨

无人机测绘数据处理技术及其应用探讨

李睿

天津市测绘院有限公司 天津市300381

摘要：无人机测绘技术是信息互联网时代产物，要以电子计算机技术、感应器技术和信息技术为核心的综合型、智能化、信息化技术。与传统测绘技术对比，无人机测绘技术不容易遭受外在因素的影响，具有较好的适用范围。它广泛用于各行各业，变成测绘技术中不可替代的主要支系。无人机测绘已经成为测绘行业的关键发展趋势行业，应用前景宽阔。

关键词：无人机；测绘数据处理技术；应用

1无人机测绘数据处理技术

1.1DOM及DEM技术

DOM技术也称数字正射影像技术，该技术按照特定图幅范围，对数字微分进行纠正、镶嵌、裁剪形成数字正射影像集，同时具备影像特征及地图几何精度特点。DEM技术全称为数字高程模型技术，是基于有限地形高程数据，构建地面地形数字化模型(一组有序数值阵列形式)，实现数字化表达的一种技术[2]。无人机测绘使用DEM技术的原理是：在空三加密基础上，实现原始影像数据的重采样，生产核线影像，通过系统自动匹配功能与三维离散点相互匹配，得到DSM后滤波处理获得DEM。DEM与DOM相互影响，只有高精准度DEM才能保障DOM的高精度，特别是对一些陡壁、高架桥等特殊区域，需要手动添加特征线，单纯依靠人工镶嵌处理，工作量大，因此要尽可能规避这些建筑物，保障DOM接边精度达标。

1.2空中三角测量

空中三角测量简称空三加密，是通过航摄影片与被摄对象间的空间几何关系，结合少量已知地面控制点，利用最小二乘法原理，快速求解影像自动加密问题，建立实地模型，获得测点高程与平面坐标的技术手段，是数字测绘产品的核心[3]。在系统中，空三加密应用流程如下。(1)相对定向，利用计算机视觉算法进行匹配，确定相片关系。(2)绝对定向，采用像控点+平差计算，将相对定向确定的相片关系解算至特定坐标系统内，建立传感器、影像、地面数学关联。在进行空三计算时，会分别生成地面及空中三空，以地面部分点位为控制点，结合外业实测像控点刚性配准，生成新的空三，然后将地面及空中三空相互结合，优化后获得完整空三测量报告。

1.3PPK技术

PPK技术性，全称是动态性后处理工艺技术性，是GPS技术的一种，主要是通过载波相位开展过后差分信号。原理是：利用同歩观测基准站接收机和流动站接收机观测通讯卫星载波相位观测量，在计算机中内利用GPS图像处理软件予以处理，线性组合后产生虚似载波相位观测量，明确接收机相互间的关联，经坐标系转换后得到流动站座标。该市场优势比较突显，主要表现在：①外部环境干扰小；②工作半经大，做到30km；③精度等级高，精密度可以达到5mm，偏差不散播，不累计，能够得到高精密姿势信息内容(ψ，ω，κ)，用于空中三角测量中。

2优点

2.1工作效率高

无人机测绘技术要在信息网络技术、智能化等技术及通讯技术的前提下发展趋势而成，融入了信息网络、智能化及通讯等技术的优势，可以自动识别各种各样数据信息，再加上使用方便，和传统人力测绘工程技术对比，其使用高效率更高，可以帮助有关技术工作人员迅速传送数据高精准度的数据信息及高清图像。

2.2适用性强且运作灵活

无人机测绘技术不仅可以在地面应用，还可以在低空飞行及空心航行，故可以满足远洋航行航空公司等难度很大测绘工程必须，其可用能力很强。无人飞机本身品质比较低，可以轻巧灵活穿梭于不一样自然环境、室内空间及行业，如矿山开采自然环境、高处及海平面等，其运行协调能力特别强。除此之外，无人飞机预制构件简易且可以根据自己的需求挑选起落方法等，被称作最方便快捷、灵活多变的测绘工具及技术。

2.3数据处理精准度高

与通讯卫星测绘工程对比，无人机测绘技术获得的影像数据屏幕分辨率更高，可以清楚真实地反馈当场现况，完成路面目标超大尺度精细化管理精确测量。与此同时，因为无人机技术了信息网络、智能化及智能等技术，其精准度获得大大提高，具备自动识别、运算改正错误数据信息的功效，故可以有效降低偏差产生，提升数据处理方法精准度。

3无人机测绘数据处理技术应用领域

3.1环境监测

无人机测绘数据处理技术在环境监测领域有较为广泛的应用，可用于航测影像快速获取和处理，且获取影像精度高，便于相关人员全面掌握区域环境污染程度和排污情况，增加环境保护工作成效。以空气质量检测为例，在无人机内搭载气体传感器，用于收集各种基本信息，如气体实时浓度、温湿度、PM2.5、经纬度、高度等，显示实时监测数据，勘察历史数据，并生成曲线分析图，便于对比查看，如对100h内PM2.5、PM10、NO2、CO、SO2等实时监测数据和国控点数据进行比对，确定一段时间内，空气环境质量；还可以通过无线传输方式将数据传输至地面端，进行后续数据处理。工作流程是：打开气体传感器、上位机发送命令、自动识别气体名称和量程、反馈实时气体浓度、处理采集到的各种数据、关闭气体传感器，在这一数据处理环节中，倘若发现气体浓度超标，会自动报警，联系责任人进行处理。另外，在环境监测领域，无人机测绘数据处理技术还可用于固定污染源监测、海洋监测、湿地监测等领域。

3.2城建领域

城市建设包括城市建筑建设和交通建设。无论是住宅、地铁、铁路、汽车隧道、桥梁、桥墩等施工，都需要对工程的地理位置和土体结构进行测绘，及时发现和解决问题。例如，在公路隧道施工中，利用无人摄像机技术、空中三角测量技术和实时三维模型技术，可以检测隧道内是否存在裂缝、渗漏等异常情况，以及隧道结构的安全性、稳定性和承载力，及时识别安全隐患。然后采取有针对性的安全风险防范措施，提高工程质量和使用价值。

3.3灾情救援

纵观近些年我国自然灾害发生情况，发现灾害发生频率越来越高，如暴雨灾害、地震灾害、洪涝灾害等，屡见报端，各种灾害后救援工作开始成为社会各界关注的重点。在这种情况下，将无人机测绘数据处理技术应用其中，发挥关键作用，不仅能提升救援工作便利性，还能提高救援效率，拯救更多生命[9]。例如，基于无人机测绘摄影的应急数据处理技术，主要使用软件为Pix4Dmapper，包含高精度和快速处理两种模式，可根据实际情况，选择相应模式，完成数据处理，获得测绘产品。项目开展地区为某平原，测区面积共50km2，在设计规划的航摄区域和航线中，东西方向和南北方向相对航高为2000m、1000m，航向重叠70%，旁向重叠40%。采用无人机挂载飞思相机(焦距为50mm、分辨率为10328×7760)完成数据处理，共拍摄相片数量为171张，10cm分辨率测区面积为20km2，相片数为126张；200cm分辨率测区面积为30km2，相片数为45张，获得数据导入系统后处理。

4结论

世界各国无人机测绘技术获得了很多的具体成效，充分展现了它在各个领域的实用价值，对促进各个领域的高速发展也起到了非常重要的作用。越来越多我国开始高度重视无人机测绘技术，积极主动发展趋势无人机测绘技术，以推动社会经济和科技的进步。无人机测绘技术具备数据信息工作效率高、偏差小、易受到外界影响、适用范围强等特点，可广泛用于各个领域，推动各个领域的发展和发展。摄像机标定技术、dom技术、ppk技术、ins技术、上空三角测量技术、无人飞机上空三角测量数据加密精密度剖析技术、dem技术、真正情景三维建模技术等都是无人机测绘数据处理的常见重要技术。这种技术可以有效地解决数据和信息，在环保监测、土地测绘、抗灾、测绘工程等行业获得了较好的运用效果，因而，宣传推广运用无人机测绘数据处理的关键所在技术是非常有必要的。

参考文献：

[1]李志学，颜紫科，张曦.无人机测绘数据处理关键技术及应用探究[J].测绘通报，2020,(S1):36-40.

[2]史文旭.无人机测绘数据处理关键技术及应用探究[J].智能城市，2020,4(6):49-50.

[3]胡大为.试论无人机测绘数据处理关键技术及应用[J].世界有色金属，2020(7):23,25.

[4]吕一伟.对无人机测绘数据处理关键技术及应用的探究[J].科技创新与应用，2020(7):51-52.