CN115615400A - 一种基于无人机的地理数据测绘采集方法 - Google Patents

一种基于无人机的地理数据测绘采集方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及地理测绘技术领域，且公开了一种基于无人机的地理数据测绘采集方法；本基于无人机的地理数据测绘采集方法包括以下步骤：S1：环境获取；S2：测前规划；S3：定点确立；S4：数据采集；S5：数据处理；S6：后续处理，本发明通过在测绘前对光照强度数据、风力强度数据、晴雨状况数据、海拔数据、地形地貌数据以及风向数据等环境数据进行获取，再根据环境数据进行测绘路线的规划，规划完毕后，根据测绘路线进行控制定点的确立，在同时设立检验定点，同时设立控制定点以及检验定点可在后续对数据的选择上进行对比参考，从而可选择更加准确的测绘图片数据，且可将检验定点作为备用图片数据进行使用，保证测绘的完成度。

Description

一种基于无人机的地理数据测绘采集方法
技术领域
本发明属于地理测绘技术领域，具体为一种基于无人机的地理数据测绘采集方法。
背景技术
随着社会经济建设的快速发展，地理信息成为分析空间框架和数据的基础，地理信息可以反映出地球表面的自然现象和社会要素，包括形态、位置等信息，地理信息具有空间性、时效性，其反映出数据的信息变化程度。
地理信息的测绘方式多种多样，其中一种为利用无人机遥感技术，然而现有的无人机测绘方法在进行使用时对于测绘图片数据的参考一般为人员肉眼识别，较为不准确，且单一点的测量，若出现意外情况，则可能导致测绘结果出现错误，难以保证测绘后图片拼接的完成度；因此，针对目前的状况，现需对其进行改进。
发明内容
针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提供一种基于无人机的地理数据测绘采集方法，有效的解决了地理信息的测绘方式多种多样，其中一种为利用无人机遥感技术，然而现有的无人机测绘方法在进行使用时对于测绘图片数据的参考一般为人员肉眼识别，较为不准确，且单一点的测量，若出现意外情况，则可能导致测绘结果出现错误，难以保证测绘后图片拼接的完成度的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于无人机的地理数据测绘采集方法，包括以下步骤：
S1：环境获取：在进行测绘前，首先对需要进行测绘的区域的环境状况进行获取，获取的内容主要包括：光照强度数据、风力强度数据、晴雨状况数据、海拔数据、地形地貌数据以及风向数据，并在获取数据后，对数据进行集中汇总整理分类；
S2：测前规划：在上述步骤S1的基础上，根据获取到的光照强度数据、风力强度数据、晴雨状况数据、海拔数据、地形地貌数据以及风向数据，通过测绘人员的经验以及智能算法结合，对测绘路线以及无人机的飞行高度进行初步规划，并将规划测绘路线进行实时记录；
S3：定点确立：在上述步骤S2的基础上，根据规划的测绘路线，对路线中需要无人机进行测绘以及拍摄的定点位置进行确立，在确立时，设立控制定点以及检验定点，而设立控制定点以及检验定点时，需控制检验定点的位置在控制定点的1-2m²范围内。并将规定的控制定点以及检验定点进行实时记录；
S4：数据采集：在上述步骤S3的基础上，将装载了拍摄设备的无人机进行远程控制，并在控制定点以及检验定点进行其他设定值均相同的拍摄，且每个控制定点以及检验定点的拍摄组数均为4-5组，在拍摄的同时，同时实时传输***将数据实时传输至管理端；
S5：数据处理：在上述步骤S4的基础上，管理端将采集到的控制定点以及检验定点的图像数据进行收集并分别整理，在整理完毕后，对图像数据进行灰度值处理，并在处理完毕后，对比控制定点以及检验定点的图像，筛除控制定点以及检验定点中清晰度不同的图像，若清晰度均相同，则以控制定点作为主要图像数据进行放大，并选择清晰度最高的一组，选择完毕后，将数据其余数据进行删除；
S6：后续处理：在上述步骤S5的基础上，将最终确定的数据按照步骤S2以及S3中设定的测绘路线和控制定点坐标进行相应顺序的拼接镶嵌，从而获得全景图，在进行拼接镶嵌时，通过数据转换组件对图像进行简化，且在拼接镶嵌时，对重叠部分进行处理，即将对角线作为拼接线，对多余部分进行裁切。
优选的，所述步骤S1中，对于光照强度数据的获取主要使用光照强度传感器，对于风力强度数据以及风向数据的获取主要使用风速风向传感器，对于晴雨状况数据的获取主要使用气象预报设备，对于海拔数据的获取主要使用海拔高度传感器，对于地形地貌数据的获取主要依托于该地的历史数据库。
优选的，所述步骤S2中，对于测绘路线的规划时，按照路线尽量符合海拔高度下无人机平稳行驶高度为基准，且设立的测绘路线，应保证航向重叠度在80%-85%之间，旁向重叠度在60%-65%之间。
优选的，所述步骤S3中，对于控制定点的确立时，具体采用三角测量法，即将设立的测绘路线进行网格划分，并将控制定点设定在各个网格的中心点。
优选的，所述步骤S4中，拍摄设备具体包括高分辨率CCD数码相机、轻型光学相机、红外扫描仪、激光扫描仪或磁测仪中的一种或几种的组合。
优选的，所述步骤S5中，对图像数据进行灰度值处理具体步骤为：①：读取图像的基础数据；②：根据基础数据，对灰度值进行分析和处理，完成图像处理，其中对灰度值分析具体采用westernblot或imageJ。
优选的，所述步骤S6中，数据转换组件具体为GDAL数据转换库，进行图像的拼接镶嵌，使用图像校正软件进行辅助校正。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：1、通过在测绘前对光照强度数据、风力强度数据、晴雨状况数据、海拔数据、地形地貌数据以及风向数据等环境数据进行获取，再根据环境数据进行测绘路线的规划，规划完毕后，根据测绘路线进行控制定点的确立，在同时设立检验定点，同时设立控制定点以及检验定点可在后续对数据的选择上进行对比参考，从而可选择更加准确的测绘图片数据，且可将检验定点作为备用图片数据进行使用，保证测绘的完成度；
2、通过对图像数据进行灰度值处理后，再对比控制定点以及检验定点的图像，筛除控制定点以及检验定点中清晰度不同的图像，并选择清晰度最高的一组，由此可得到更加清晰分辨率更高的图片数据，为后续工作带来了便利；
3、该无人机的地理数据测绘采集方法，一定程度上提高了测绘的效率，测量人员可以快速处理目标范围内所有数据信息，而且在工程测绘范围内能发挥出非常优秀的信息采集和分辨能力，且兼容性更高，不用受到复杂地形、恶劣环境的限制，无论在何时何地都能开展高强度测量作业。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
在附图中：
图1为本发明一种基于无人机的地理数据测绘采集方法流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明提供一种技术方案：一种基于无人机的地理数据测绘采集方法，包括以下步骤：
S1：环境获取：在进行测绘前，首先对需要进行测绘的区域的环境状况进行获取，获取的内容主要包括：光照强度数据、风力强度数据、晴雨状况数据、海拔数据、地形地貌数据以及风向数据，并在获取数据后，对数据进行集中汇总整理分类；
S2：测前规划：在上述步骤S1的基础上，根据获取到的光照强度数据、风力强度数据、晴雨状况数据、海拔数据、地形地貌数据以及风向数据，通过测绘人员的经验以及智能算法结合，对测绘路线以及无人机的飞行高度进行初步规划，并将规划测绘路线进行实时记录；
S3：定点确立：在上述步骤S2的基础上，根据规划的测绘路线，对路线中需要无人机进行测绘以及拍摄的定点位置进行确立，在确立时，设立控制定点以及检验定点，而设立控制定点以及检验定点时，需控制检验定点的位置在控制定点的1-2m²范围内。并将规定的控制定点以及检验定点进行实时记录；
S4：数据采集：在上述步骤S3的基础上，将装载了拍摄设备的无人机进行远程控制，并在控制定点以及检验定点进行其他设定值均相同的拍摄，且每个控制定点以及检验定点的拍摄组数均为4-5组，在拍摄的同时，同时实时传输***将数据实时传输至管理端；
S5：数据处理：在上述步骤S4的基础上，管理端将采集到的控制定点以及检验定点的图像数据进行收集并分别整理，在整理完毕后，对图像数据进行灰度值处理，并在处理完毕后，对比控制定点以及检验定点的图像，筛除控制定点以及检验定点中清晰度不同的图像，若清晰度均相同，则以控制定点作为主要图像数据进行放大，并选择清晰度最高的一组，选择完毕后，将数据其余数据进行删除；
S6：后续处理：在上述步骤S5的基础上，将最终确定的数据按照步骤S2以及S3中设定的测绘路线和控制定点坐标进行相应顺序的拼接镶嵌，从而获得全景图，在进行拼接镶嵌时，通过数据转换组件对图像进行简化，且在拼接镶嵌时，对重叠部分进行处理，即将对角线作为拼接线，对多余部分进行裁切。
其中，步骤S1中，对于光照强度数据的获取主要使用光照强度传感器，对于风力强度数据以及风向数据的获取主要使用风速风向传感器，对于晴雨状况数据的获取主要使用气象预报设备，对于海拔数据的获取主要使用海拔高度传感器，对于地形地貌数据的获取主要依托于该地的历史数据库；步骤S2中，对于测绘路线的规划时，按照路线尽量符合海拔高度下无人机平稳行驶高度为基准，且设立的测绘路线，应保证航向重叠度在80%-85%之间，旁向重叠度在60%-65%之间；步骤S3中，对于控制定点的确立时，具体采用三角测量法，即将设立的测绘路线进行网格划分，并将控制定点设定在各个网格的中心点；步骤S4中，拍摄设备具体包括高分辨率CCD数码相机、轻型光学相机、红外扫描仪、激光扫描仪或磁测仪中的一种或几种的组合；步骤S5中，对图像数据进行灰度值处理具体步骤为：①：读取图像的基础数据；②：根据基础数据，对灰度值进行分析和处理，完成图像处理，其中对灰度值分析具体采用westernblot或imageJ；步骤S6中，数据转换组件具体为GDAL数据转换库，进行图像的拼接镶嵌，使用图像校正软件进行辅助校正。
通过上述步骤，通过在测绘前对光照强度数据、风力强度数据、晴雨状况数据、海拔数据、地形地貌数据以及风向数据等环境数据进行获取，再根据环境数据进行测绘路线的规划，规划完毕后，根据测绘路线进行控制定点的确立，在同时设立检验定点，同时设立控制定点以及检验定点可在后续对数据的选择上进行对比参考，从而可选择更加准确的测绘图片数据，且可将检验定点作为备用图片数据进行使用，保证测绘的完成度；通过对图像数据进行灰度值处理后，再对比控制定点以及检验定点的图像，筛除控制定点以及检验定点中清晰度不同的图像，并选择清晰度最高的一组，由此可得到更加清晰分辨率更高的图片数据，为后续工作带来了便利；该无人机的地理数据测绘采集方法，一定程度上提高了测绘的效率，测量人员可以快速处理目标范围内所有数据信息，而且在工程测绘范围内能发挥出非常优秀的信息采集和分辨能力，且兼容性更高，不用受到复杂地形、恶劣环境的限制，无论在何时何地都能开展高强度测量作业。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种基于无人机的地理数据测绘采集方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：环境获取：在进行测绘前，首先对需要进行测绘的区域的环境状况进行获取，获取的内容主要包括：光照强度数据、风力强度数据、晴雨状况数据、海拔数据、地形地貌数据以及风向数据，并在获取数据后，对数据进行集中汇总整理分类；
S2：测前规划：在上述步骤S1的基础上，根据获取到的光照强度数据、风力强度数据、晴雨状况数据、海拔数据、地形地貌数据以及风向数据，通过测绘人员的经验以及智能算法结合，对测绘路线以及无人机的飞行高度进行初步规划，并将规划测绘路线进行实时记录；
S3：定点确立：在上述步骤S2的基础上，根据规划的测绘路线，对路线中需要无人机进行测绘以及拍摄的定点位置进行确立，在确立时，设立控制定点以及检验定点，而设立控制定点以及检验定点时，需控制检验定点的位置在控制定点的1-2m²范围内，并将规定的控制定点以及检验定点进行实时记录；
S4：数据采集：在上述步骤S3的基础上，将装载了拍摄设备的无人机进行远程控制，并在控制定点以及检验定点进行其他设定值均相同的拍摄，且每个控制定点以及检验定点的拍摄组数均为4-5组，在拍摄的同时，同时实时传输***将数据实时传输至管理端；
S5：数据处理：在上述步骤S4的基础上，管理端将采集到的控制定点以及检验定点的图像数据进行收集并分别整理，在整理完毕后，对图像数据进行灰度值处理，并在处理完毕后，对比控制定点以及检验定点的图像，筛除控制定点以及检验定点中清晰度不同的图像，若清晰度均相同，则以控制定点作为主要图像数据进行放大，并选择清晰度最高的一组，选择完毕后，将数据其余数据进行删除；
S6：后续处理：在上述步骤S5的基础上，将最终确定的数据按照步骤S2以及S3中设定的测绘路线和控制定点坐标进行相应顺序的拼接镶嵌，从而获得全景图，在进行拼接镶嵌时，通过数据转换组件对图像进行简化，且在拼接镶嵌时，对重叠部分进行处理，即将对角线作为拼接线，对多余部分进行裁切。
2.根据权利要求1所述的一种基于无人机的地理数据测绘采集方法，其特征在于：所述步骤S1中，对于光照强度数据的获取主要使用光照强度传感器，对于风力强度数据以及风向数据的获取主要使用风速风向传感器，对于晴雨状况数据的获取主要使用气象预报设备，对于海拔数据的获取主要使用海拔高度传感器，对于地形地貌数据的获取主要依托于该地的历史数据库。
3.根据权利要求1所述的一种基于无人机的地理数据测绘采集方法，其特征在于：所述步骤S2中，对于测绘路线的规划时，按照路线尽量符合海拔高度下无人机平稳行驶高度为基准，且设立的测绘路线，应保证航向重叠度在80%-85%之间，旁向重叠度在60%-65%之间。
4.根据权利要求1所述的一种基于无人机的地理数据测绘采集方法，其特征在于：所述步骤S3中，对于控制定点的确立时，具体采用三角测量法，即将设立的测绘路线进行网格划分，并将控制定点设定在各个网格的中心点。
5.根据权利要求1所述的一种基于无人机的地理数据测绘采集方法，其特征在于：所述步骤S4中，拍摄设备具体包括高分辨率CCD数码相机、轻型光学相机、红外扫描仪、激光扫描仪或磁测仪中的一种或几种的组合。
6.根据权利要求1所述的一种基于无人机的地理数据测绘采集方法，其特征在于：所述步骤S5中，对图像数据进行灰度值处理具体步骤为：①：读取图像的基础数据；②：根据基础数据，对灰度值进行分析和处理，完成图像处理，其中对灰度值分析具体采用westernblot或imageJ。
7.根据权利要求1所述的一种基于无人机的地理数据测绘采集方法，其特征在于：所述步骤S6中，数据转换组件具体为GDAL数据转换库，进行图像的拼接镶嵌，使用图像校正软件进行辅助校正。
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