航测数据采集及管理系统构建

航测数据采集及管理系统构建

崔凤华

河北省第三测绘院 河北石家庄050000

摘要：随着我国水利工程等基础设施建设的不断完善，要求航测数据信息采集以及管理系统的构建工作也需要相应得到发展，不仅要切实提高数据的准确性与时效性，而且还要确保其管理系统安全稳定运行，实现对各类数据信息的有效整合与利用。但是我国当前对于航测数据采集技术的应用还不够成熟，对于该领域的研究也相对较少，因此技术人员要重视对航测数据采集技术的研发升级，为我国各项基础设施的建设与完善提供技术与数据支持。本文针对航测数据采集以及管理系统的构建进行分析，为相关行业的发展提供参考。

关键词：航测数据采集；管理系统；构建

测绘技术是水利工程、城市建设等施工中的重要环节，为了准确获取相应区域内的地质特点、环境信息从而更好地为施工提供技术与信息支持，需要相关人员正确认识航测数据采集技术，并构建科学的管理系统，实现对各项数据信息的有效管理。为了更好地发挥航测技术的优势,相关技术人员需要从航测数据管理的角度出发,结合工程实践,对航测数据的采集方法以及如何进行有效处理进行深入研究。

一、总体设计

航测数据系统的设计一共分为三个部分，包括信息采集、信息储存和信息检索。首先，信息采集指的是由专业人员对规定区域进行航拍，并在生成的图片数据和配套的Word文档，具体有以下几个步骤。第一，科学规划航测路径，对航测区域内进行形式化建模，划分地块并生成相应的飞行轨迹。第二，无人机的航测作业准备主要有无人机准备、挂载准备、起飞降落准备以及航行作业准备。无人机准备指的是对无人机的检查和调试,主要包括检查电池电量是否充足,有无损坏或异常现象等、GPS是否校准、遥控器是否准备，挂载的准备主要是根据需要选择合适的挂载设备，如摄像头、储存器等。起飞降落准备的目的是防止因飞机起落造成的人身伤害事故的发生；最后航行作业准备包括无人机地面站连接、上传飞行路径等。第三，实施无人机航测，也就是将无人机在预定地点起飞并根据既定轨迹进行飞行，在航拍预定点悬停并利用摄像头采集地表图像，再利用GPS信息集成到图片信息文档与图片名称中，保存于储存其中。第四，无人机返回到预定地点进行降落，并及时补充能源，并入库待飞[1]。

其次，将测绘图片以及相关文档进行整理后储存与Sql数据库中。最后，由用户根据个人需求在软件前台查询数据库，并针对已入库的航测数据信息进行检索。

二、航测数据采集精度的影响因素分析

（一）飞行控制技术影响影像质量

无人机航测在空中飞行过程中需要采集地形数据，因此在飞行过程中受到空气流动、风向等因素影响会降低影像质量。技术人员需要采取科学的飞行控制技术对这些影响因素进行有效控制，避免无人机出现偏航角、俯仰角、翻滚角等问题，甚至失衡，影响航测数据采集的进度以及航测数据的真实有效性。

（二）相机质量影响影像质量

在进行航测数据采集时，相机的质量直接关系着无人机航测影像的质量，一些无人机没有搭载高质量的相机，从而导致出现了较大的色差以及畸变差而使得影像变形；同时，还有一些无人机的CCD芯片与分辨率也直接影响着影像的清晰度与色彩水平；此外，数码相机的噪声过大也不利于影像质量的优化[2]。

（三）技术方案影响测量精度

为了提高航测数据采集的质量，需要提前制定科学有效的技术方案。对相片重叠度、基高比以及像控点目标选取等进行科学规划，将不同要素对测量精度的影响降到最低，以保证获取的影像质量满足设计要求。例如,在无人机航测中,由于无人机飞行高度低、速度慢,必须控制好相片的重叠度和基高比。

（四）大气条件影响影像质量

无人机的摄像成像结果受到大气条件影响，如果地物影像之间的光线差较低则难以获取应有的影像反差，无法高效地对客观地形条件进行辨识和定位,因此无人机在拍摄过程中需要根据不同天气状况调整飞行高度。一方面，由于夜间环境光较弱,无人机在夜间作业时需要降低飞行高度。另一方面，有时候因为云层遮挡、光照强度不足等导致画面亮度不够,无人机在拍摄时通常需要根据地面情况调整飞行高度,难以获得最佳视角,进而影响图像质量。

三、航测数据采集管理系统的构建

（一）数据采集标准的设计

    数据采集标准是对多级比例尺地形图的符号、线、文字、面等各类地理要素

对应的层、色、线型、线宽、比例、等属性数值的规定，不仅是建立空间数据库的标准，也是内外业一体化要素管理的依据[3]。所以，数据采集标准不仅能为管理系统服务，还能有效联系外业数据、内业编辑、数据入库等流程，实现数据的统一管理和共享。在管理过程中,应充分考虑不同部门对各类数据的处理要求,保证各环节的数据质量符合规范要求。

（二）系统的个性化管理

在航测收据采集中，由于部分要素的应用频率较高，还有部分要素则使用较少，管理系统可以根据用户的个人喜好建立相应的管理要素，并制成不同文件，以供用户随时查阅。在应用时,用户可以按照不同的时间、地点和项目等对采集到的资料进行查询、打印或导出到其他软件中。文件管理要素作为一种功能性补充，能解决信息采集过程中的数据查找效率低下的问题，既提高了系统灵活性也提高了数据的采集速度

[4]。

（三）无人机航测路径的规划

根据研究表明，航测无人机路径规划主要由三个部分组成，分别是区域形式化环节、测绘网格生成环节以及路径规划方案生成环节，这三个部分相互联系,共同构成了无人机路径规划系统。其中,区域形式化是前提条件，网格生成是基础，而路线规划则是最终目标。在完成区域形式化的过程中,需要对整个区域进行数字化采集和整理。通过将数字化的数据进行融合分析处理,从而得到区域的地理空间信息[5]。而在这个过程中所得到的地理空间信息就可以作为构建测绘网格的依据。同时由于每个点位都是独立存在的,因此就需要根据这些点位的坐标来计算它们的经纬度位置关系并建立相应的数学模型。最后再利用该模型来计算各点的三维坐标值以及距离各个点的直线距离等参数后即可得到最终的路径规划方案。在路径规划的过程中,需要结合实际的情况来进行调整。例如当道路经过河流时,就需要考虑河流的水文条件以及河道的弯曲程度等因素，如果遇到一些特殊的地质情况时,也需要及时地做出相应的调整。

结束语：

    综上所述，无人机航测数据采集技术在现代工程测绘中而到了广泛应用，与传统测绘技术相比不仅提高了数据精确性、时效性，而且降低了劳动强度,同时大大减少了传统测量方法在野外作业时对人员及环境的破坏,为人类生存环境提供了保障。相关技术人员需要对航测数据采集以及管理系统不断进行完善优化，加强先进技术的有效应用从而更好地促进我国测绘工程发展。

参考文献：

[1] 曾幸钦,姚喜,叶婷,等. 航测数据采集及管理系统构建[J]. 长江信息通信,2022,35(12):158-160. DOI:10.3969/j.issn.1673-1131.2022.12.054.

[2] 刁云飞. 无人机航测在地形数据采集中的应用[J]. 工程技术研究,2021,6(21):253-254. DOI:10.3969/j.issn.1671-3818.2021.21.118.

[3] 费锡平. 无人机航测在地形数据采集中的应用[J]. 环球市场,2020(8):396.

[4] 相诗尧,陈婷婷,张涛. 基于GIS的无人机公路航测数据管理系统设计[J]. 山东交通科技,2018(6):71-72,82.

[5] 赵涛. 无人机航测在地形数据采集中的应用[J]. 山西农经,2020(4):145,147.

崔凤华 ：1970年11月,河北省唐山市,大专,研究方向：航测数据采集、倾斜摄影。