無人機(jī)航空攝影測量在地形圖測繪中的應(yīng)用

茍曉萍

（甘肅煤田地質(zhì)局一三三隊(duì)，吉林 白城 730913）

1 無人機(jī)航空攝影測量技術(shù)的概述

無人機(jī)航空攝影測量系統(tǒng)可以有效獲取空間數(shù)據(jù)。工作原理是攝像機(jī)和高分辨率的數(shù)碼相機(jī)相結(jié)合一起獲取的視頻資料，其具有速度快、工作效率高、有很好的靈活性、能實(shí)時準(zhǔn)確的獲取信息、且成本低、有很廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域、能到達(dá)各種危險地方進(jìn)行采集工作等優(yōu)點(diǎn)，能有效的在飛行困難的地方獲取高清晰的航海影像數(shù)據(jù)[1]。

2 無人機(jī)航空攝影測量的原理

無人機(jī)航空攝影測量的具體工作過程當(dāng)中測量技術(shù)的工作原理：①在進(jìn)行測量之前，根須不同的實(shí)際情況，選擇更適合的無人機(jī)類型，根據(jù)所需工作的要求，了解工作相關(guān)信息，對無人機(jī)開始調(diào)試工作。②根據(jù)工作內(nèi)容，提前設(shè)計(jì)好無人機(jī)的工作路線。設(shè)計(jì)簡短的路線，確保無人機(jī)的路線不會影響測量工作的進(jìn)行，保證無人機(jī)的安全，減少其工作量。

3 無人機(jī)航空攝影測量技術(shù)的特點(diǎn)

（1）無人機(jī)有很高的作業(yè)效率。無人機(jī)的航空測量主要形式是借助彩色數(shù)碼相機(jī)和高清數(shù)碼相機(jī)等設(shè)備，對地面進(jìn)行測繪工作及時獲取地面情況，將有效影響信息轉(zhuǎn)換成立體三維信息，經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及時傳達(dá)到相關(guān)工作部門，為他們進(jìn)行地形圖測繪提供有效資料[2]。

（2）無人機(jī)能獲取及時有效的數(shù)據(jù)信息。采用無人機(jī)航空攝影測量這項(xiàng)高端技術(shù)，和以前的衛(wèi)星測繪技術(shù)相比，有更精確的測繪數(shù)據(jù)，為相關(guān)人員提供所有的資料。

（3）因?yàn)闊o人機(jī)整體機(jī)型輕巧，有很強(qiáng)的靈活性，和普通的載入飛機(jī)相比，能節(jié)省起飛降落所需要的空間，起飛時間快，不需要遙控操作，起飛前設(shè)定好工作路線，其靈活性適宜不同的工作環(huán)境，確保平穩(wěn)飛行，及時的把搜集到所需要的有價值信息傳輸回地面工作平臺，防止事故出現(xiàn)時數(shù)據(jù)的遺失。

（4）在保證高效率工作同時，有效的節(jié)約了成本。無人機(jī)體型小，所需要的制造材料少，相對節(jié)約了造價成本；不需要人員造作，系統(tǒng)操作簡單，成本低，也節(jié)約的資金投入。

（5）無人機(jī)在進(jìn)行測量工作時在高空作業(yè)，能實(shí)現(xiàn)全方位、立體化的對地面進(jìn)行航拍記錄。

4 無人機(jī)航空攝影測量在地形圖測繪中的實(shí)際運(yùn)用

（1）無人機(jī)航空攝像機(jī)測量中的空中三角形測量。在實(shí)地工作當(dāng)中，無人機(jī)上裝有內(nèi)部操作系統(tǒng)，會根據(jù)地形的實(shí)際情況，合理的調(diào)動攝影測量設(shè)備，有效的獲取所需資料。

（2）無人機(jī)航空攝影的立體采編測量。在地形圖測繪中采用無人機(jī)航空攝影測量進(jìn)行工作，在完成初步信息收集后，無人機(jī)在完成第一次數(shù)據(jù)采集之后，相關(guān)專業(yè)人員要馬上對所獲取立體信息的測量進(jìn)行整體統(tǒng)一的編碼。所以，在用無人機(jī)對地形進(jìn)行測繪時，要對難檢測到的位置做特殊標(biāo)記，便于后面的工作人員進(jìn)行后補(bǔ)測量的工作。

（3）對無人機(jī)航空攝影測量的外業(yè)補(bǔ)測工作有所加強(qiáng)。在對地形圖測繪時使用無人機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)信息采集之后，對所獲取的信息資料及時分析對比，盡早的看到。實(shí)際測量當(dāng)中涉及的問題，對無人機(jī)之前沒辦法測量的地方，趕緊采取補(bǔ)測措施，為所需的地形圖測繪提供全面的數(shù)據(jù)資料。把前期的數(shù)據(jù)和后補(bǔ)數(shù)據(jù)展開比較分析，細(xì)化研究之后得出的結(jié)果，才能保證數(shù)據(jù)較為準(zhǔn)確，最大程度的保證地形圖的精準(zhǔn)度。

（4）航空攝像測繪中數(shù)字影像像片控制。無人機(jī)航空數(shù)字影像可以對土地進(jìn)行大面積的精準(zhǔn)測量工作，獲取的影像數(shù)據(jù)清晰度高、精細(xì)度高，無人機(jī)航拍系統(tǒng)結(jié)合衛(wèi)星定位系統(tǒng)進(jìn)行的像片控制技術(shù)，實(shí)時把航拍影像數(shù)據(jù)傳遞給地面工作平臺，進(jìn)行比較處理工作，兩組數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，有效地掌握實(shí)際測量地區(qū)的具體情況，對航拍信息進(jìn)行完整的記錄，完善該地區(qū)需要的有限數(shù)據(jù)。

5 無人機(jī)航測應(yīng)用實(shí)例

對甘肅省景泰縣白巖子礦施測礦區(qū)基礎(chǔ)控制，并采用無人機(jī)航空攝影測量的方法施測1∶2000基礎(chǔ)地形圖，測區(qū)面積約30km2。

（1）無人機(jī)對該地區(qū)進(jìn)行航拍數(shù)據(jù)采集工作。采用的無人機(jī)上搭載了高像素的相機(jī)。設(shè)置同一條航線上相鄰像片的航高差均小于20米。同一航線上最大最小航高之差一般小于30米，航向重疊度為71%，旁向重疊度為43%，航飛共飛行兩架次，第一架次11條航帶，共911張航片；第二架次9條航帶，共1037張航片；測區(qū)航線總長178km，航片總數(shù)1948張，余片為287張。

（2）進(jìn)行像控點(diǎn)測量工作。全測區(qū)按飛行架次與地形條件劃分為四個網(wǎng)區(qū)。像片控制點(diǎn)采用了航線網(wǎng)布設(shè)，航向相鄰像控點(diǎn)基線跨度為5條基線，最長為7條基線，旁向跨度為兩條基線。本次航飛前在專業(yè)檢校場對相機(jī)進(jìn)行精檢校，獲取相機(jī)畸變差系數(shù)，借助PixelGrid畸變糾正模塊完成數(shù)據(jù)預(yù)處理。

（3）無人機(jī)航空攝像機(jī)測量中的空三加密技術(shù)的工作。本次空三加密使用適普自動空中三角測量軟件VirtuoZo AAT，該軟件除半自動量測控制點(diǎn)之外，其他所有作業(yè)（包括內(nèi)定向、選取加密點(diǎn)、加密點(diǎn)轉(zhuǎn)點(diǎn)、相對定向、模型連接和生成整個測區(qū)像點(diǎn)網(wǎng)）都可以自動完成。由于PATB光束法區(qū)域網(wǎng)平差程序具有高性能的粗差檢測功能和高精度的平差計(jì)算功能，因?yàn)楸敬魏斤w應(yīng)用無人機(jī)進(jìn)行低空攝影飛行，根據(jù)無人機(jī)的飛行質(zhì)量情況，測區(qū)內(nèi)所有加密點(diǎn)需要人工選取，內(nèi)業(yè)工作量較大。確定1∶2000數(shù)字線劃圖等高距為1米。這項(xiàng)高科技技術(shù)是這個測量工作的主要所在，其決定了最后模型的精準(zhǔn)度和測圖的準(zhǔn)確性，對像控點(diǎn)平面位置的偏差問題，進(jìn)行立體刺點(diǎn)調(diào)整位置，確保像控點(diǎn)點(diǎn)位精準(zhǔn)。

（4）DLG、DOM、DEM制作。在VZ站下導(dǎo)入空三成果恢復(fù)立體模型，生成核線影像文件，進(jìn)行影像匹配、編輯，線劃圖采集。根據(jù)野外調(diào)繪片在CASS環(huán)境下進(jìn)行屬性編輯、圖廓整飾。利用采集的三維DLG數(shù)據(jù)內(nèi)插生成DEM數(shù)據(jù)，從而進(jìn)行DOM制作。將正射影像圖與線畫圖疊加分幅整飾最終完成1∶2000地形圖制作。最后對整個無人機(jī)1∶2000航測成圖的結(jié)果進(jìn)行分析，整體精準(zhǔn)度把控挺好，滿足的規(guī)定要求。

6 結(jié)語

通過文章可以看出，使用無人機(jī)對地形圖測繪工作有很大的作用，可以實(shí)時準(zhǔn)確的獲取所需要高清的影像。節(jié)約了工作時間和成本，提升了測繪工作的效率。