無(wú)人機(jī)在大比例尺中的應(yīng)用

■汪生存

（青海省第一測(cè)繪院青海西寧810001）

無(wú)人機(jī)在大比例尺中的應(yīng)用

■汪生存

（青海省第一測(cè)繪院青海西寧810001）

作為國(guó)內(nèi)外一項(xiàng)新興的前沿科技，無(wú)人機(jī)在測(cè)繪領(lǐng)域的快速發(fā)展得到廣大測(cè)繪工程技術(shù)人員的快速認(rèn)同，隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展，測(cè)繪時(shí)間的要求也越來(lái)越短，使得無(wú)人機(jī)在大比例尺的應(yīng)用快速發(fā)展起來(lái)。

無(wú)人機(jī) 大比例尺 應(yīng)用

無(wú)人機(jī)產(chǎn)生于20世紀(jì)70年代，早期的無(wú)人機(jī)主要用于軍事活動(dòng)，由于其特有的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，后來(lái)逐漸延伸到科研和民用領(lǐng)域。無(wú)人機(jī)與航空攝影測(cè)量相結(jié)合，無(wú)人機(jī)低空攝影測(cè)量系統(tǒng)被引入測(cè)繪行業(yè)，加上非量測(cè)數(shù)碼相機(jī)的引入，就使得無(wú)人機(jī)航攝系統(tǒng)成為航空攝影領(lǐng)域的一個(gè)新發(fā)展方向。近年來(lái)，隨著各種新型傳感器和攝影測(cè)量平臺(tái)的不斷發(fā)展，無(wú)人機(jī)數(shù)字航攝技術(shù)以其機(jī)動(dòng)靈活、經(jīng)濟(jì)、便捷等顯著特點(diǎn)，成為了傳統(tǒng)航空攝影測(cè)量手段的有力補(bǔ)充，在突發(fā)災(zāi)害應(yīng)急數(shù)據(jù)獲取及小范圍快速成圖方面顯示出了無(wú)人機(jī)航攝系統(tǒng)獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，得到了遙感和攝影測(cè)量等領(lǐng)域的廣泛關(guān)注。

1 大比例尺基礎(chǔ)測(cè)繪工程

基礎(chǔ)測(cè)繪工程，就是指對(duì)某一個(gè)區(qū)間、空間進(jìn)行測(cè)量，或者是對(duì)某個(gè)區(qū)域的土地及面積進(jìn)行測(cè)量，通過(guò)測(cè)量到的各種有效信息、資料來(lái)繪制地形地圖等。在我們這里，通常會(huì)在一些大型工程建設(shè)之前來(lái)對(duì)其所在區(qū)域進(jìn)行地形圖的繪制工作，或者是在開(kāi)發(fā)處女地（未經(jīng)開(kāi)墾的土地或未探索的領(lǐng)域）的時(shí)候進(jìn)行基礎(chǔ)航空攝影，來(lái)獲取基礎(chǔ)地理信息的遙感資料。

2 無(wú)人機(jī)遙感系統(tǒng)的組成

無(wú)人機(jī)遙感系統(tǒng)是地形測(cè)量的重要設(shè)備，其中就有無(wú)人機(jī)本體，以及導(dǎo)航與飛行控制系統(tǒng)包含在這套設(shè)備中。為了能夠?qū)⑦b感器的空中位置進(jìn)行確定，方便程控設(shè)備按計(jì)劃航線(xiàn)飛行，無(wú)人機(jī)上必須裝有GPS系統(tǒng)。飛行器的傳感平臺(tái)有三軸穩(wěn)定功能，一般會(huì)有攝像頭或者數(shù)碼相機(jī)安裝在無(wú)人機(jī)的攝影平臺(tái)上。以下是無(wú)人機(jī)攝影平臺(tái)的部分性能指標(biāo)圖。

通過(guò)遙測(cè)信道可以將攝像頭獲取的圖像傳輸?shù)降孛?，由于大部分都是采用CCD高分辨率的面陣數(shù)碼相機(jī)獲取地形測(cè)量的影像，因此無(wú)人機(jī)在拍攝時(shí)會(huì)將數(shù)據(jù)保存在存儲(chǔ)卡中，在降落后再取出轉(zhuǎn)輸?shù)诫娔X中進(jìn)行處理。

這種遙感攝影相關(guān)測(cè)量系統(tǒng)在整個(gè)飛行攝影過(guò)程中起著非常重要的作用，它主要通過(guò)兩方面組成，一方面為遙感平臺(tái)，而另一方面則為傳感器。在相關(guān)的攝影過(guò)程中，我們可以簡(jiǎn)單地認(rèn)為，第一方面的遙感平臺(tái)主要指的是航空攝影相關(guān)測(cè)量系統(tǒng)之中的主要設(shè)備，也就是無(wú)人機(jī)。而另一方面所說(shuō)的傳感器則指的是航空攝影相關(guān)測(cè)量系統(tǒng)中所使用的數(shù)碼攝像設(shè)備。

3 無(wú)人機(jī)航攝系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)

（1）受天氣條件和地面狀況影響較小，作業(yè)方式靈活快速；

（2）無(wú)人機(jī)平臺(tái)自身構(gòu)建及其搭載的航攝設(shè)備維護(hù)成本低；

（3）因無(wú)人機(jī)飛行高度低，所以能夠獲取高分辨率影像，在小范圍信息獲取方面有很大的優(yōu)勢(shì)；

（4）可根據(jù)具體要求設(shè)置影像重疊度，大重疊度的影像能夠增強(qiáng)后續(xù)處理的可靠性；

（5）不需要申請(qǐng)空域、攜帶方便、轉(zhuǎn)場(chǎng)快等優(yōu)點(diǎn)。

目前，小型無(wú)人機(jī)對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)已經(jīng)成為世界各國(guó)爭(zhēng)相研究的熱點(diǎn)課題，并在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中不斷提升無(wú)人機(jī)對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)的性能。

4 測(cè)繪大比例尺地形圖的作業(yè)流程

無(wú)人機(jī)低空攝影測(cè)量系統(tǒng)測(cè)繪大比例尺地形圖的工作主要內(nèi)容包括獲取測(cè)區(qū)影像數(shù)據(jù)、內(nèi)業(yè)空三加密、野外像控點(diǎn)測(cè)設(shè)以及數(shù)字測(cè)圖幾個(gè)主要的步驟，其中記錄影像大地坐標(biāo)、內(nèi)業(yè)空三加密主要輸出加密后的影像、DEM數(shù)據(jù)以及三個(gè)角元素的文件、相機(jī)文件、空三精度報(bào)告以及照片的外方位元素、記錄自動(dòng)提取的特征點(diǎn)的大地坐標(biāo)文件、精確匹配后確定的用于相對(duì)定向和空三平差的定向點(diǎn)影像坐標(biāo)文件等，經(jīng)過(guò)空三加密后的影像可以直接導(dǎo)入SSK進(jìn)行數(shù)字的測(cè)圖。

5 航線(xiàn)規(guī)劃

制定技術(shù)方案，收集資料，根據(jù)選定的項(xiàng)目區(qū)范圍，會(huì)同航攝部門(mén)進(jìn)行飛行路線(xiàn)設(shè)定，完成航攝參數(shù)計(jì)算與設(shè)定，編制領(lǐng)航圖是測(cè)繪地形圖關(guān)鍵的一環(huán)。一般選擇現(xiàn)勢(shì)性較好的地形圖作為航攝設(shè)計(jì)用圖。為確保航線(xiàn)敷設(shè)和導(dǎo)航的準(zhǔn)確性，設(shè)計(jì)用圖的比例尺一般應(yīng)根據(jù)航攝比例尺選用。在避開(kāi)航攝范圍內(nèi)高壓電力線(xiàn)和軍民航空器的前提下，保證航攝飛行路線(xiàn)的直線(xiàn)性，并把項(xiàng)目區(qū)分成若干測(cè)段，每一測(cè)段再分成若干航帶，這樣便于航攝作業(yè)。

通常情況下航線(xiàn)應(yīng)按東西向直線(xiàn)飛行；特定條件下亦可根據(jù)地形走西與專(zhuān)業(yè)測(cè)繪的需要，按南北向或沿路線(xiàn)、河流等任意方向飛行。為適應(yīng)大比例尺航測(cè)測(cè)圖放大作業(yè)的特殊性，從航攝相片的最佳覆蓋和簡(jiǎn)化方便測(cè)圖作業(yè)考慮，當(dāng)M像/M圖=3-3.5倍時(shí)，航線(xiàn)應(yīng)按圖幅中心線(xiàn)敷設(shè)，按常規(guī)方法敷設(shè)航線(xiàn)，航線(xiàn)應(yīng)平行于圖廓線(xiàn)。位于攝區(qū)邊緣的航線(xiàn)應(yīng)敷設(shè)在外緣圖廓線(xiàn)外。

6 結(jié)語(yǔ)

在大比例尺基礎(chǔ)測(cè)繪工程中，運(yùn)用無(wú)人機(jī)影像處理技術(shù)可以更方面的獲取地形圖等相關(guān)資料。無(wú)人機(jī)本身具有機(jī)動(dòng)化、快速航測(cè)拍攝等優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，所以獲取的影像圖片也具有高分辨率特點(diǎn)。在運(yùn)用的過(guò)程中，像一些技術(shù)性的處理措施是非常重要的，它可以幫助無(wú)人機(jī)航測(cè)過(guò)程中提高其工作運(yùn)行的效率，更好的為相關(guān)部門(mén)進(jìn)行大比例尺基礎(chǔ)測(cè)繪工程提供服務(wù)和保障。

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P2[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-5-205-1