无人机测绘数据处理技术及应用

无人机测绘数据处理技术及应用

卢春燕

立得空间信息技术股份有限公司湖北武汉430000

摘要：无人机测绘是近些年发展起来的高新技术，特点是机动灵活、高效快速、精细准确、作业成本低、使用范围广、生产周期短。其数字测绘产品在工程建设、城乡规划、动态监测和应急测绘等方面已得到广泛应用。目前无人机测绘市场日益增长，测绘数据处理工作量巨大。研究无人机测绘数据处理关键技术，提高生产效率和成果精度意义深远。

关键词：无人机测绘；数据处理；关键技术；应用

无人机测绘技术集可视化技术与计算机技术等多方面技术于一体，从某种程度上来说是我国现代科技水平发展和进步的一个重要体现。从目前实际情况来看，无人机测绘数据处理产品具有高灵活性、高机动性的特点。与传统测绘方式相比，无人机测绘的精准度和效率都有明显的提升。更重要的是，无人机测绘作业成本非常低，而且很少受到外界应用条件的限制，所以可以在大范围内进行应用。本文在此基础上，针对无人机测绘数据处理关键技术及其应用展开深入的探究。

1.无人机测绘技术的介绍

在无人机上搭载小型高精度的摄像设备，实现对目标区域的连续拍摄，同时将拍摄到的影像资料及时传输给地面控制中心，技术人员利用计算机设备完成对这些影像资料的分析、处理，为开展各项工作提供指导和参考。无人机测绘是无人机在民用领域的一项重要应用，近年来无人机技术日益成熟，无人机的制作成本也不断降低，这些条件都为无人机在测绘领域的广泛使用提供了支持。在无人机测绘中，测绘精度是衡量无人机实际应用效果的重要指标，通过探究无人机测绘数据处理的关键技术，能够实现对测绘数据的筛选、整合与利用，从而更好的发挥无人机的应用优势。

2无人机测绘系统组成分析

2.1地面部分

无人机遥感系统的地面部分可以细分为无人机轨迹规划部分、无人机远程控制部分和影像拍摄显示部分。其中，轨迹规划任务主要是对无人机测绘航线、性能以及作业区范围进行规划，确保无人机测绘的高效运行。完成轨迹规划后，由地面远程控制系统进行无人机的测绘作业，同时由地面显示系统记录无人机拍摄的各类影像数据。

2.2空中部分

无人机遥感测绘系统的空中部分主要包括4个方面，控制系统、传感器系统、压缩系统和无人机平台。控制系统主要是指地面控制中心，即地面工作人员通过相关网络平台的操控，可以实现对无人机的远程控制，从而完成一系列的飞行姿态转变；传感器系统是无人机遥感测绘系统的核心部分，其中布设有CCD数码相机、合成孔径雷达等设备，可以高效地进行空间影像拍摄处理；压缩系统可以实现对数据的实时传输，确保数据信息的高精准度；无人机平台即低速无人驾驶飞机。

2.3数据处理部分

无人机遥感测绘系统包含计算机处理系统，获取实物影像信息后，由计算机系统进行数据采集、存储和处理工作，不仅减少了人工工作，而且大大提高了数据处理结果的准确性。无人机遥感测绘系统依靠地面部分、空中部分以及数据处理部分之间的配合完成工程测绘作业，功能性较高，可以被应用到地质灾害灾区监控方面，不但可以了解灾区详细影响信息，还可以为后续灾区重建提供重要的数据参考。

3.无人机测绘数据的实际应用

3.1矿山测绘。某地新发现一座矿山，为确保矿山开采安全，需要进行无人机测绘。具体测绘步骤如下：首先，进行无人机航线设计，通过航拍要获取矿山的地形地势、测区总面积、周围交通等数据信息。根据矿山测绘需要，确定无人机飞行的具体参数，包括飞行高度、分辨率等。其次，做好地面控制工作，提前确定好若干个测绘点，方便无人机搭载的高精度数码相机进行数据采集。在完成第一次航拍后，地面控制人员可以对无人机反馈的拍摄信息进行检查。如果测绘数据达不到使用要求，需要调整无人机的拍摄角度、飞行高度，重新进行拍摄，直到获取足够多的测绘数据。最后，将无人机收集到的测绘数据进行整合、分析，得出矿山的具体信息，包括地势特点、交通情况、植被覆盖情况等，为下一步的矿山开采工作提供了详细的指导。

3.2国土测绘。国土测绘是国土资源管理中的重要技术，对提高土地资源利用效率、打击违规占用土地行为起到了积极作用。由于土地资源的使用性质一直处于动态变化过程中，传统的国土测绘手段由于效率较低，测绘结果与实际情况存在较大的差异，给国土资源管理工作的开展增加了难度。而利用无人机进行国土测绘，则具有效率高、动态化的特点，可以快速完成大面积国土资源的拍摄工作。此外，无人机搭载高清摄像机，获取的影像资料的分辨率较高，完全能够满足国土测绘的要求。无人机的环境适应能力强，可以实现全天候的飞行监控，对实现国土资源的动态化管理也提供了帮助。

3.3公路边坡崩滑测绘。某山区公路在一次强降雨后出现崩滑，由于公路一侧为山体，另一侧为深沟，现场勘测具有较大的安全风险，需要使用无人机进行测绘，为后期山区公路的修复提供参考数据。具体的测绘流程为：第一，检验无人机测绘精度，利用GPS和PPK测量方法，在实际地形中标记出20个测量点，并获取这些点的精确坐标。然后利用无人机进行测量。将无人机测量的坐标值与GPS中的坐标进行对比，如果误差在±3cm以内，则说明无人机测绘的精度符合标准；第二，进行外业航拍。小型无人机搭载高清数码相机，从多角度对山区公路及其周边地形进行拍摄。将测绘数据反馈到地面控制中心，进行测绘影像处理。发现初始测绘影像有畸变和失真问题。技术人员对测绘数据进行平差处理，获得准确度较高、清晰度较好的空间信息。第三，利用地形自动提取工具，获取测区的DSM。同时运用GIS软件生产测区三维模型，更加直观的呈现出山区公路的地理情况，为下一步公路重建提供了参考。

3.4环境监测。高效快速获取高分辨率航空影像能够及时地对环境污染进行监测，尤其是排污污染方面。此外，海洋监测、溢油监测、水质监测、湿地监测、固体污染物监测、海岸带监测、植被生态等方面都可以借助遥感无人机拍摄的航空影像或视频数据进行实施。

3.5应急救灾。无论是汉川地震、玉树地震，还是舟曲泥石流、茂县山体滑坡，测绘无人机都在第一时间到达了现场，并充分发挥机动灵活的特点，获取灾区的影像数据，为救灾部署和灾后重建工作的开展，都起到了重要作用。

结束语

利用无人机代替人工完成测绘工作，具有效率快、精度高、全天候的优点。但是无人机测绘所得数据中，可能会包含一些失真的、畸变的或不完整的数据，需要利用专门的测绘数据处理技术进行优化处理。这样一来，才能为人们制定方案计划和开展实际工作提供必要的参考，充分发挥无人机在环境监测、国土测绘等领域的应用优势。

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