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了解航测,测绘近十年来的发展历程

说起测量,在人的脑海中,总是以架设三脚架,测量员弓着身子,注视这目镜,测量的场景。
而,航测的发展,彻底改变了测量传统的工作方式。

从最初的开始流行的是三脚架的经纬仪、全站仪。(2010年以前)

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到后来,开始流行起来GPS,GPS也分为架设基站的时代,和流行网络RTK的时代。
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最初的GPS仪器,必须通过架设基站,测量的时候,还需要有地面控制点,不然也无法测量。虽然也属于,gps-rtk(学名叫做,实时差分定位, 也就是说,可以实时获取当前坐标),但是每次测量前,还需要去求坐标转换参数,点校正。虽然步骤也挺繁琐,但是相比起全站仪时代来说,已经提高了非常非常多的效率了。



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上面的图片里的, 是网络rtk,也是目前正在流行的GPS仪器。通过联网,可以实时获取当前位置的国家2000大地坐标系的坐标。它的原理,其实就是,把以前每次需要架设的基站,改成了固定的,分布与全国各地的的,像电信塔一样的基本。由运营商负责专门维护,这样,就可以保证每次我们的GPS仪器连上网,就能直接自动校正坐标。实现测量出标准的2000坐标。


虽然,GPS很方便,越来越方便。但是精度,比起全站仪来说,gps的精度会差一点。通常全站仪的精度能轻松达到毫米级,什么意思呢?也就说说,今天你在一个地面上钉一颗钉子,过2年之后,你再来用全站仪把钉钉子的位置,给测量(找)出来,你找到的地方,和你之前钉钉子的位置,只有1毫米的偏差。
gps的精度平面基本上在1公分,高程在2公分以内。


GPS这样的精度,一般的地理信息类项目,是可以满足要求的。全站仪目前也没有被淘汰,因为它的精度很高,在工程测量领域,还有它的立足之地。以及像隧道测量,这种GPS信号都没有地方测量。那么,只能使用全站仪了,特别是还要保证精度。
如果GPS没有信号的地方,但是精度要求不是很高的话,现在还可以使用激光雷达slam扫描仪。这个就不过多描述。


接下来,就轮到了无人机航测的出场了。




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用GPS,或者全站仪,在地面测量的弊端很多。比如人进不去的地方,就无法测量;白天干活,天黑了就外业不了了;有些位置信号不好,测量误差大;如果大面积测量,容易漏测,或者测量点位不够,导致绘图绘不出来,需要人工现场再调绘等等。
而航测技术的出现,就能够避免大部分问题。
通过无人机在天上拍的照片,用软件合成正射影像,或者三维模型。就相当于把现实世界搬运到了电脑里。
从需要人工在现场测量,就转换成了在电脑上进行测量了。



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航测里面,又分为两种,一种是摄影测量,也就是拍照片,把照片合成模型。另一种是,激光测量,通过挂载在无人机上的激光雷达,扫描飞行过程中的地面,从而获取地面地形地貌地物的激光点云。再通过软件处理,也能够获得三维模型。


激光雷达点云三维模型展示

激光这个的话,在后面的教程里,也会讲到。


由于无人机在天上飞,有的地方也不允许飞的,也就是说“禁飞区”。在机场的附近,或者军事禁区,还有一些特殊的地方。所以无人机航测也不是无所不能的。特别在有遮挡的地方,就不再适用。比如,建筑物内部、溶洞、隧道内部等等。那么这样的空间,也需要精确测绘怎么办?


接下来也是现在发展火热的技术,激光雷达slam技术。slam是定位与建图的技术,在机器人上运用很广,比如扫地机器人,通过激光或者视觉slam,能够获取周围环境的位置关系,从而建立出三维模型。
而这种技术,运用到测绘领域,就恰好能够解决上面所提到的,有遮挡,无人机不适用的空间的测绘上。


在测绘技术的迭代上来看,slam算是航测的更进一步的发展。



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当然目前技术发展这么快,为什么全站仪,这样的仪器,依然没有被淘汰。始终围绕测绘的一个关键点,就是精度。技术虽然方便,但是精度如果无法保证,依然还是不能普及。有的项目依然拿不下来。







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