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摘要:无人机倾斜摄影测量技术是随着科技的飞速发展而产生的高科技产物。在应用过程中,可以弥补传统的摄影测量技术的漏洞,精减测量步骤,方便测量人员的作业,降低作业难度,并在很大程度上提高测量的精度和准确性,尤其是在进行较小区域的测量时,其技术的先进性更加突出。因此,加大对无人机倾斜摄影技术的研究对电力工程的勘测工作意义重大。
关键词:无人机;倾斜摄影测量技术;电力工程
1引言
无人机倾斜摄影测量技术作为一门先进摄影测量技术,它可以将传统摄影测量技术的漏洞弥补,而且将测量步骤简单化,降低了测量人员的工作难度,有效的提升了测量的精准和效益。特别是在测量小区域的同时,利用无人机倾斜摄影测量技术更加便捷。所以,对无人机倾斜摄影测量技术在电力工程中的应用研究非常必要。
2技术原理及特点
2.1技术原理
无人机倾斜摄影测量技术较一般的航空摄影技术有所不同。一般的航空摄影的拍摄影像是通过拍摄正下方的事物得到影像,而倾斜摄影的拍摄影像是在相机的主光轴倾斜一定角度的情况下拍摄而来的。此技术的具体操作方法为:除了飞机下方的垂直角度外,在其前后左右的4个倾斜角度下完成5台传感器的搭载,分别对航向重叠度、坐标值、旁向重叠值、航速及航高、飞行航向等数据进行采集(见图1),然后进行数据分析,从而为后续工作提供强大的数据支撑。基于GNSS和地理信息等技术的合理结合,可以进一步对多种技术进行科学的融合,从而提高数据分析的精确度。
图1倾斜摄影测量的原理示意图
2.2技术特点及优势
通过对航空摄影技术的创新与发展,无人机倾斜摄影测量技术扩大了遥感影像的应用范围,颠覆了以往航空摄影测量只能满足正面角度影像采集的方式,其多角度的相机可以同步获取地面的各个物体的各个方向的高精度和高分辨率的航摄影像。
无人机倾斜摄影测量技术的特点和优势:(1)无人机的飞行高度相对较低,可以通过多角度相机对地面物体的顶面和侧面进行多方位和高覆盖的影像数据获取;(2)其影像表达内容趋于多样化和丰富化,所获取的相邻影像之间的旁向重叠度以及航向重叠度都较高;(3)由计算机进行影像匹配和建模,这样高自动化的设置减少了人工干预;(4)对实体的侧面纹理有较清晰的数据采集,优于传统的只能对实体顶部纹理的获取,倾斜摄影技术可以同时获取侧面和顶面的纹理,使实体测量更清晰;(5)综合成本相对较低。无人机的倾斜摄影测量技术有自动化的优势,对实地地形信息采集快捷便利,节省了时间和人力成本。
3系统的组成
3.1无人机
电力工程中应用的无人机都是利用中国航空集团单位和其他单位联合开发生产出来的。一般的无人机体型灵活小巧,空中飞行重点是依靠计算机进行控制。无人机在空中飞行时,其工作参数为:巡航空速为98km/h;最大飞行高度为海拔3600m;最大承载力为3.5G;飞行时间一般在1h左右;在高空飞行时,其抗风能力是13m/s;不受到阻拦的起飞滑跑距离为60m;降落时不受到阻拦的滑跑距离为150m;如果没有受到电磁波干扰,在地面进行通讯的距离为15km。
3.2数码摄影器材
目前,我国在无人机中使用的数码摄影器材一般是EOS450DMarkⅡ36×24mm佳能相机,这个相机的畸变数值为k1=1.856600×10-5,k2=-2.777889×10-6。同时应用无人机摄影中利用的摄像机的图像处理数值的宽度为4272mm,长度为2848mm。
4测量的要点
4.1准确且设计合理
使用无人机倾斜摄影测量技术的过程中,需要精确的计算航摄参数,保证其它指标可以正常发展,而且在设计航摄方面要加大力度。作业方式就是利用科学合理的角度进行拍摄和找准目标将精准化的计算工作做好。拍摄流程要符合实际情况,同时利用科学合理的比例还原图像和数据,与此同时将大比例尺的数字图像加上去,保证将航摄的测量精度要素提升,确保提高航高、影像、焦距和比例尺质量,从而经过对上述要素的控制来保证设计更加科学合理。此外,要具备正确的还原方法,图像和数据的设计都需要根据,按照影像来设计图像和数据,测量不要仅仅依赖绘图,还需要将影像图件结合起来,就是要利用科学的设计方式将预期的标准实现,将测量的目的要求满足,促使作业方式成功完成。
4.2质量检查更加准确
无人机倾斜摄影测量工作的最终环节就是对质量严格检查,对整个过程做好分析和精准合适,保证总体质量更好,因此质量一定要控制好。对作业方式,要保证各个流程紧密联系,将各个环节的不同进行分类,将总体内容进行计算,与此同时将结果进行反复的审核,保证结果和真实情况吻合。对数据完整性和数字的真实性进行检查,需要对企业的质量检查单位进行检查,只有满足标准之后才可以进行验收,一旦不符合标准那么验收单位可以拒绝验收。一旦核实之后并未出现异常,就可以将成果提交给有关单位,确保有关单位能够根据数据做好后面的工作,此外作业方法要将具体的表格数据列出来,保证内容清晰明白。
5在电力工程中的应用
5.1在地形测绘中的应用
在进行电力工程的地形测量中,无人机倾斜摄影测量技术为其三维地形构建提供了全新的技术方法。在获取所需数据方面,其操作更加便利、高效,降低了作业人员的劳动强度和作业成本,同时也成为快速获取区域地形信息的重要手段。
5.2在三维建模中的应用
倾斜摄影测量技术改变了传统的影像获取模式,其利用不同角度的相机同步获取地形地物的影像,并且批量自动提取地形地物的纹理信息,极大地提高了三维地形模型的逼真程度,这就为快速、精准地进行三维建模提供了技术支撑。
5.3在工程规划设计中的应用
快速生成三维模型为电力工程规划设计提供了十分便利的平台,在电力输电线路工程路径和塔位选择、发变电工程三维设计、项目选址及风电场机位布置等方面应用广泛。
5.4在施工过程辅助管理中的应用
在电力工程基础施工方面,无人机可发挥强化工程质量和保障工程安全的作用。无人机的飞行高度低、相机分辨率高,可以清晰地获取基坑开挖前、浇筑中、回填后的影像数据。通过持续记录每个基坑附近的影像,形成在时间维度上的有效对比机制,以可视化数据作为分析基础施工质量的重要评价依据。在输电线路组塔及架线施工过程中,无人机可将最新影像发回到施工管理系统后,与对应的塔位相关联,自动识别组塔和架线进度,使施工项目部实时掌控施工进度。
6注意事项
6.1航带规划设计
航带规划设计是航空摄影的首要任务,是根据测区的航摄任务书和航摄规范要求确定航摄技术方案的过程,包括航摄参数确定、航摄分区设计、航线敷设等内容。在无人机航摄参数中,无人机的飞行时间控制尤为重要。
目前,一般的无人机的飞行时间一般不超过1h,因此,设计时,要严格控制其飞行测量的时间。在飞行拍摄过程中,要对航带进行合理的规划。使用无人机前,应对其起飞和降落位置以及起飞架次等做好详细的规划,对无人机的衔接进行合理的设计。
6.2像控点布设
在电力工程中,采用无人机倾斜摄影测量技术进行拍摄时,拍摄出来的影像数据和测量精度都必须满足要求,拍摄时一般采用野外布置像控点的方式。像控点的选点应选择在航摄像片上影像清晰、目标明显的像点,实地选点时,也应考虑侧视相机是否会被遮挡。对于弧形地物、阴影、狭窄沟头、水系、高程急剧变化的斜坡、圆山顶、跟地面有明显高差的房角、围墙角等以及航摄后有可能变迁的地方,均不能选作目标。
为了使后期数据的分析处理更加方便快捷,提高测点的精度,保证成图精度,应在航摄前采用刷油漆的方式提前布置像控点标志。标志可刷成“L”型或“十”型。布置成“十”型时,应在十字中心加喷直径为5cm的圆点,以提高测点精度。
7结语
总之,无人机倾斜摄影测量技术在电力工程勘测中的综合应用改变了以往只能垂直摄影的弊端,相较于传统摄影测量技术,具有无可比拟的应用特点;更可靠的成果精度;更高效率的作业水平;更少劳动强度及更低的测绘成本。
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