關(guān)于地形圖測繪中無人機(jī)航空攝影測量的應(yīng)用探討

■何敏陶

（廣東置信勘測規(guī)劃信息工程有限公司廣東中山528400）

關(guān)于地形圖測繪中無人機(jī)航空攝影測量的應(yīng)用探討

■何敏陶

（廣東置信勘測規(guī)劃信息工程有限公司廣東中山528400）

目前隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)水平與科技的不斷發(fā)展，國家基礎(chǔ)測繪工作為了適應(yīng)新的發(fā)展形勢，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)獲取空間信息的能力，開始廣泛采用無人機(jī)航空攝影進(jìn)行地形圖測量工作。文章從其特點(diǎn)與發(fā)展入手，對其在地形圖測繪中的應(yīng)用進(jìn)行了探討。

地形圖測繪 無人機(jī) 航空攝影

1　無人機(jī)航空攝影測量技術(shù)特點(diǎn)概要

無人機(jī)航空攝影測量技術(shù)是在數(shù)字?jǐn)z影、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制以及數(shù)字通訊與數(shù)碼影像等技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新型測量技術(shù)，在現(xiàn)代航空攝影測量中發(fā)揮著重要的作用，能夠?qū)綔y遙感領(lǐng)域的技術(shù)不足進(jìn)行補(bǔ)充與完善。目前其廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代國家基礎(chǔ)地圖測量繪制、城市規(guī)劃、地質(zhì)災(zāi)害等多個(gè)領(lǐng)域，發(fā)展較為成熟的產(chǎn)品包括數(shù)字高程模型，通過采用等高線的方法進(jìn)行數(shù)據(jù)采集進(jìn)而形成虛擬的地貌形態(tài)，描述其空間分布情況；數(shù)字線劃地圖，通過建立地形圖主要信息的矢量數(shù)據(jù)來對地表目標(biāo)進(jìn)行系統(tǒng)而全面的描述，可實(shí)現(xiàn)分層描述或者綜合整體描述；數(shù)字正射影像圖，通常與數(shù)字高程模型進(jìn)行配合使用，通過其采集到的數(shù)據(jù)，按照特定的規(guī)則形成帶有公里網(wǎng)格、地形輪廓以及注記等的地形平面圖，直觀、高效且詳細(xì)的顯示地形信息。

無人機(jī)航攝的特點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面，一方面是其強(qiáng)大的機(jī)動(dòng)性能與綜合應(yīng)用能力。無人機(jī)的作業(yè)區(qū)域集中在低空區(qū)域，在空域管制較嚴(yán)的情況下，申請相對容易，且不易受到氣候環(huán)境的影響。無人機(jī)相對較小的體積使得其在場地要求、系統(tǒng)運(yùn)輸以及操作性能方面有較低的要求，通常其作業(yè)準(zhǔn)備時(shí)間在15分鐘以內(nèi)，而測量范圍能夠達(dá)到兩百多公里。無人機(jī)的操作系統(tǒng)同時(shí)可與國家測量衛(wèi)星系統(tǒng)、航空測繪系統(tǒng)以及地質(zhì)檢測系統(tǒng)進(jìn)行無縫對接，使得其應(yīng)用能力大大增強(qiáng)。另一方面，無人機(jī)航攝技術(shù)具有測量數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性以及高性價(jià)比，其獲得的地形圖數(shù)據(jù)定位精準(zhǔn)、信息準(zhǔn)確，可用于多種應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)。相對于傳統(tǒng)的地形圖測繪，其使用人力少、測量范圍廣且測量效率高，勢必成為未來地形圖測繪的主要手段與工具。

2　地形圖測繪中無人機(jī)航空攝影測量的精度控制

無人機(jī)航攝精度主要取決于其影像的精度，相較于傳統(tǒng)航片，其像幅較小，航片之間的重疊區(qū)域較大，但基線長度相對較小，在航線數(shù)量以及相片總數(shù)上總量大，由航空攝影測量以及影像成像原理可知，其精度主要在于影像控點(diǎn)的布局控制方法。影像控點(diǎn)的布設(shè)方案可通過實(shí)驗(yàn)的方法進(jìn)行設(shè)定，依據(jù)不同的拍攝條件、控制要求與地形特點(diǎn)，選取不同的布設(shè)方案區(qū)域網(wǎng)，對其進(jìn)行平差實(shí)驗(yàn)，然后將平差結(jié)果進(jìn)行分析比較，得出地形圖精度范圍以及分析結(jié)果。

3　地形圖測繪中的無人機(jī)航空攝影測量技術(shù)應(yīng)用方法

3.1測量像片的應(yīng)用

像片控制測量是航攝測量技術(shù)中應(yīng)用較多同時(shí)也相對重要的技術(shù)，在應(yīng)用過程中，其影像資料與GPS導(dǎo)航系統(tǒng)中的地形圖資料相互補(bǔ)充與結(jié)合，采用特定的換算方法，可以得到相對真實(shí)的某地區(qū)的地形圖數(shù)據(jù)資料，對于某些特定的區(qū)域與場合，可將該數(shù)據(jù)直接進(jìn)行記錄與保存。像片控制測量技術(shù)的關(guān)鍵在于其像片控制點(diǎn)的布設(shè)控制與合理應(yīng)用，在前文已進(jìn)行簡要探討。需注意的是在定位操作過程中，對于像控點(diǎn)之外的控制點(diǎn)，應(yīng)設(shè)置在相對明顯的位置，如街道拐角、斑馬線或者對比明顯的位置，以便能夠得到較好的效果。

3.2空中三角測量方法應(yīng)用

作為在距離測量中最常見也最常使用的空中三角測量方法，其測量精度相對較高?？罩腥菧y量自動(dòng)化程度較高，無需人工設(shè)置與計(jì)算，一般通過程序，由測量系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行設(shè)置并計(jì)算出相應(yīng)的位置。在程序編寫過程中，首先對三角連接點(diǎn)進(jìn)行選擇并保存主要數(shù)據(jù)，然后編入測量與計(jì)算程序，接著對測量模型與航帶進(jìn)行連接工作，以三角測量計(jì)算結(jié)果與像控點(diǎn)作為調(diào)試信息繪制一定比例的地形圖。

3.3測量數(shù)據(jù)的立體采編

在獲得地形圖測量數(shù)據(jù)之后，通過業(yè)內(nèi)立體信息對測量區(qū)域的地形信息進(jìn)行統(tǒng)一的管理與采編。為了保證立體采編過程中數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，在水涯線、等高線等特別重要的數(shù)據(jù)信息，仍舊采用人工手繪的方法進(jìn)行數(shù)據(jù)采編，其余的信息由計(jì)算機(jī)自動(dòng)完成繪制。在此過程中需對物體線節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)與地形結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)精度進(jìn)行控制，保證無人機(jī)航攝測量數(shù)據(jù)的精度，避免由于計(jì)算機(jī)繪制而降低立體采編的準(zhǔn)確度。在進(jìn)行更為精細(xì)的房屋結(jié)構(gòu)信息測量時(shí)，應(yīng)對房屋外部邊緣輪廓如房檐邊等進(jìn)行處理與校正，使測量結(jié)果更為合理，而對于無法測量到的區(qū)域，做好其標(biāo)記工作，保證地形測量的整體性。

3.4對空中測量盲點(diǎn)的外業(yè)補(bǔ)測

任何地形測量工具都無法保證地形區(qū)域能夠被全部測量到，在無人機(jī)航攝測量進(jìn)行地形圖繪制時(shí)，一定存在一些地形測量的死角，因此，需要通過人工的方式對這些無人機(jī)無法測量的地形結(jié)構(gòu)與隱蔽位置進(jìn)行手動(dòng)標(biāo)記與補(bǔ)充測量。測量過程中要注重對比分析，將實(shí)地測量數(shù)據(jù)與測繪結(jié)果進(jìn)行分析比較，驗(yàn)證無人機(jī)航攝結(jié)果的正確性，若出現(xiàn)較大的偏差，應(yīng)對人工測量結(jié)果中的錯(cuò)誤區(qū)域或無人機(jī)測量結(jié)果的偏差區(qū)域進(jìn)行修正，從而完善地形圖測繪工作，保證測繪結(jié)果的準(zhǔn)確。

無人機(jī)航空攝影測量技術(shù)能夠盡可能的減少人為因素的影響，在地形圖測量過程中能最大限度的減少傳統(tǒng)測量過程中事故的發(fā)生率，而遙感技術(shù)與高清攝像技術(shù)的發(fā)展又提高了其測量的精度與繪制區(qū)域的廣度，使其在安全性與靈活性方面得到了長足的發(fā)展。在進(jìn)行地形圖測量過程中，可從多個(gè)方位與角度對地形結(jié)構(gòu)與位置信息甚至房屋結(jié)構(gòu)進(jìn)行高精度測量，在地形圖測量過程中具有無法比擬的優(yōu)勢。

4　總結(jié)

無人機(jī)航空攝影測量技術(shù)具有安全可靠、操作便捷、經(jīng)濟(jì)性能好、結(jié)果精度高等多方面的優(yōu)勢，在地形圖測量過程中發(fā)揮的作用越來越大，文章從無人機(jī)航攝技術(shù)特點(diǎn)出發(fā)，對其測量精度控制與在地形圖測量中的應(yīng)用方法進(jìn)行了探討，具有一定的實(shí)際意義。

[1]張穎秋.《無人機(jī)航空攝影測量在地形圖測繪中的應(yīng)用》中國非金屬礦工業(yè)導(dǎo)刊，2015年5期.59-62

[2]史占軍。《無人機(jī)攝影測量在1:2 000地形圖的應(yīng)用》，吉林地質(zhì)，2011年3期, 133-136

[3]廖亞.《無人機(jī)航空攝影測量技術(shù)在地形測繪中的應(yīng)用對策》.城市地理,2015年5期109-110

P2[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-7-190-1