颠覆传统脚步测量的无人机测绘,这些你了解吗?

无人机 2019-03-22 15:51

谈到测绘行业的工作方式,很多人都会以为是像下图中那样扛着各种各样仪器翻山越岭,风餐露宿。


但现在,无人机正凭借它快速高效、机动灵活、成本低等优势慢慢颠覆传统测绘的作业方式成为测绘行业“新宠”。

传统测绘作业/图 来源网络


下面我们就从两个方面来了解下测绘“新宠”无人机测绘

1.无人机测绘的工作流程

2.无人机测绘主要应用的领域


1无人机测绘的工作流程


1)外业准备


外业作业前,首先要收集测区资料,包括控制点成果、坐标系统和高程基准参数、已有的地形图成果与地名资料等,制定无人机航飞技术方案并申请空域,明确无人机搭载的传感器、地面分辨率、影像重叠度、飞行航高航带架次数、影像拍摄间隔等问题。



2)布设像控点


外业工作人员按逐航带或测区面积布设像控点,然后依照技术方案的安排,用无人机搭载多传感器从一个垂直、多个倾斜等不同角度采集地形数据,充分发挥无人机倾斜摄影测量技术灵活高效特点,工作时长以小时为单位,不同以往大比例尺地形图外业测绘按天数计算,缩短项目周期,测绘人员只需无人机飞手和少量作业员,与传统测图方法按测区面积配备一定比例的外业人员相比,人员数量减少,节约项目成本。



3)内业工作


内业空三加密、生成点云、建立实景三维模型等操作均可待数码倾斜影像导入软件后由软件自动解算完成,通过多视影像联合平差技术进行倾斜影像区域网平差、多视影像密集匹配技术得到高精度高密度点云数据,还可以采用联机运算缩短数据处理时间。 绘制地图过程需作业员手动完成,以三维模型和点云作参照,速度大大提升。


4)外业调绘


通过实景三维模型可清晰辨别地物位置和类别信息,外业调绘补测工作量减少,绘图中遇到疑问需记录下来,交给外业工作人员核查。


5)按规范验收


完成大比例尺地形图分幅整饰等工作后,提交质检部门检查成果的数学精度、属性精度、地理精度、附件质量等是否符合大比例尺地形图规范要求,验收合格才能保存使用。



2无人机测绘主要应用于哪些领域?


土地确权


传统的土地确权测量工作,一般是通过地面工程测量实测方式测制地形图或者通过传统载人飞机航测地形图。相较于传统方式,采用无人机进行航空摄影测量具有明显的优势,成本低廉、执行方便、自动化程度高、效率高、精确度高。



因此在农村的集体土地登记确权发证工作中,通过无人机航空摄影建模来获取基础地形图数据是一种较为可行的方式。启飞应用的无人机搭载五镜头相机,可对农村集体土地范围内的大面积土地进行数据采集、影像拍摄,获取高精度的地表三维数据,再通过协同作业的侧视图像进行快速三维建模,绘制比例尺较大的地形图,协助农村集体土地所有权确权登记发证工作顺利进行。


不动产登记



无人机作为一种辅助手段,帮助不动产登记人员在实地勘查、审核等工作中大幅提升效率,节省经费。无人机航拍测绘技术的应用,一方面能使登记权籍调查更为精确,最大限度避免登记错误和风险;另一方面,结合无人机航测建立的GIS系统和数据直接用于不动产统一登记,可以节省大量之前昂贵和耗时费力的数据生产和整理费用。启动应用的GIS智慧城市系统,可以与现有的不动产登记数据进行充分整合,进而实现整个不动产登记和管理的数字化、精确化、实时化。


堆体测量



堆体测量的应用范围非常广泛,矿山、火电厂,建筑工程施工过程中的土堆沙堆计量,港口码头的散装货物估算,还有粮仓里的粮堆估算,这些都离不开堆体测量技术。


目前的堆体测量,主要依靠全站仪、盘煤仪、GPS等测量仪器对堆体进行测量,相较于更早之前的完全依赖人工使用皮尺丈量,这些测量手段已经有了长足的进步。但是,如今有着更为高效、高精度的测量方法:使用无人机测绘并建模。


无人机可以预设航线,在作业区域上空自动作业采集数据,采集完数据后可导入启飞应用自主开发的GIS系统,一键生成点云及三维模型数据,并据此进行空间距离、体积的测量,或者进行斜面等不规则堆体面积的模拟测量,为工程建设规划和生产作业等提供精确数值参考。


高速公路测绘



对于高速公路这类大规模的交通基础设施进行维护改造,第一步工作就是要获取全部道路情况的清晰图像资料。


这种大型任务以往通常需要人工或直升机作业才能完成。人工巡检耗时太长,而直升机巡检的成本又太过高昂,相比较而言,无人机则具有成本低廉、效率高、精度高等众多优势,是道路测绘的最佳选择。


启飞应用的无人机测绘系统,集成了测绘用无人机(固定翼/多旋翼)、三维建模软件和GIS应用程序,配合启飞应用强大的工作站,在高效完成测绘工作的同时,还可以通过启飞应用的GIS应用软件对道路改造的工程量做精准评估,并模拟工程改造后的场景效果及可能的周边环境影响,为公路部门的道路改造和道路规划工作提供有力的支持。


桥梁检测



桥梁检测主要是对其外观和结构性能进行检查评定,通常对结构的性能的检查是通过一系列的力学试验完成,而对其外观的检查主要依靠肉眼或者辅助工具(如桥检车、望远镜等)来检测桥梁主要构件是否出现裂缝、开裂破损、露筋锈蚀、支座脱空等病害。


传统的桥梁检测多是利用相关专用仪器对桥梁各个部位进行测量、记录和统计,在此过程中,维护人员需悬挂在桥梁下方,或从高架平台上着手检测。对于特殊结构桥梁(如斜拉桥、悬索桥、钢管混凝土拱桥等)或者大跨高墩桥梁来说,传统的检测工具基本无法派上用场,只能回归人工检测的原始形态。


人工检测作业,不仅效率低、难度大、危险系数高,而且检测精细度远远不够,而无人机技术的应用,将在很大程度上解决了这一难题。


无人机可通过相机、激光雷达等控制设备完成桥梁底面、柱面及横梁等结构面的拍摄取证,同时还可以进行桥梁整体的三维建模,通过模型来测算桥梁的外在结构,供专业人员分析桥梁状态,及时发现险情,可极大减轻桥梁维护人员的工作强度,提高桥梁检测维护效率。


隧道 管道监测



传统的地铁、铁路和汽车隧道检测,需要检测人员深入隧道内部,采用人工排查的方式确认是否有裂痕或漏水等异常情况,并确保隧道结构没有问题。


这种方式过分依赖人力,效率较低且存在一定的安全风险,作为交通通道的地铁、铁路和汽车隧道,留给检测人员的空档时间也非常有限,这就进一步增加了检测工作的难度。


采用无人机搭载高清相机和激光雷达等检测设备,可以采集隧道内高精度的图像数据并生成三维模型,以供随时调取查看,这不仅能够提供更高的检查精度,还能够让工程师有更多的时间专注于对所搜集到的资料进行分析,并快速提出需要采取的应对措施。


总之无人机测绘必将是大势所趋!

转自丨GIS前沿


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