淺析無人機航測遙感技術的應用

馮平

摘要：航空攝影測量技術作為空間信息技術體系的兩大分支之一，得到了各國的重視。我國在該領域也取得了一系列重大的進展，研制出許多航空攝影測量設備。微型無人機航空攝影測量系統(tǒng)具有運行成本低、執(zhí)行任務靈活性高等優(yōu)點，正逐漸成為航空攝影測量系統(tǒng)的有益補充，是空間數(shù)據(jù)獲得的重要工具之一。無人機攝影測量技術的探索與應用研究成果，使無人機技術應用于測繪生產(chǎn)成為可能，在國內(nèi)率先利用無人機實現(xiàn)航空攝影測量生產(chǎn)全過程。本文對無人機影像內(nèi)業(yè)處理方法進行探討，對無人機攝影測量技術及作業(yè)流程進行了研究，從而引起對其應用領域的探索。

關鍵詞：航空攝影測量；空間信息；無人機

第一章 現(xiàn)狀分析

無人機顧名思義就是無人駕駛飛機，也稱為遙控駕駛飛行器，是飛機上沒有駕駛員，靠自身程序控制操縱，實現(xiàn)遠距離飛行。

無人機攝影測量技術，以獲取高分辨率數(shù)字影像為應用目標，以自動駕駛飛機為飛行平臺，以高分辨率數(shù)碼相機為傳感器，通過3S技術在系統(tǒng)中的集成應用，最終獲取小面積、真彩色、大比例尺、現(xiàn)勢性強的航測遙感數(shù)據(jù)。無人機航空攝影測量系統(tǒng)，具有“三高一低”的重要特性（高機動性、高分辨率、高度集成、低成本）?？梢员苊廪k理空域申請，機動性強，作業(yè)簡便，可以在云層下實施航拍，可快速獲取成果數(shù)據(jù)。

由于無人機具有低成本、零傷亡、可重復使用和高機動等特點，近年來得到了快速發(fā)展?？蓮V泛用于土地利用動態(tài)監(jiān)測、礦產(chǎn)資源勘探、地質(zhì)環(huán)境與災害勘查、海洋資源與環(huán)境監(jiān)測、地形圖更新、林業(yè)草場監(jiān)測以及農(nóng)業(yè)、水利、電力、交通、公安、軍事等領域。

第二章 無人機攝影測量系統(tǒng)的組成

微型無人機低空攝影測量系統(tǒng)所采用的無人機是按照國際上通用標準設計，并且其研制的目的主要是作為遙感平臺。航向重疊應為55%-65%，至少50%，一般為60%，旁向重疊大致30%。

用于航空攝影的無人機系統(tǒng)組成主要包括：機身及機翼，起飛降落架；發(fā)動機及螺旋槳；油箱；機上飛行控制系統(tǒng)；通訊天線（地面）；機載GPS及天線；地面控制導航和監(jiān)控系統(tǒng)（筆記本電腦+軟件系統(tǒng)）；人工控制飛行遙控器；數(shù)碼相機；地面供電設備；降落傘（裝在無人機上應急用）。

第三章 無人機測繪的作業(yè)流程

1.無人機航空攝影

無人機的飛行執(zhí)行一般一個小組，配備3～5個人即可。

無人機應用于航空攝影測量時，應采用試驗區(qū)的作業(yè)方法，選取一定面積的試驗區(qū)進行布點方案試驗，分析精度指標進行確定作業(yè)方案。

無人機航測在實際的運行過程中，主要是在低空飛行，受到氣候條件的影響較小。升空的準備時間是很短的，一般只要15分鐘就可以了，操作也更為簡單。提高了測量的效率，擴大了測量的范圍。

2.像片控制測量與調(diào)繪

由于無人機影像數(shù)據(jù)分辨率較高，內(nèi)外業(yè)判讀準確，因此很大程度上減小了像控刺點、內(nèi)業(yè)辯視的誤差，提高了后期成圖的數(shù)學精度。

3.空中三角測量

根據(jù)航飛及影像的分布情況，進行空三加密。

利用空三加密軟系統(tǒng)主要過程為：建立工程、空三加密、數(shù)字高程模型生成、外業(yè)調(diào)繪資料錄入、正射影像圖制作。

4.項目精度報告

最后還要對測量的精度進行分析，測量精度要達到國家有關規(guī)定。

第四章 無人機測繪相對于傳統(tǒng)航攝系統(tǒng)的優(yōu)勢

1、可以完成載人飛行器無法到達的空域，一些高危險地帶的艱巨飛行作業(yè)。

2、無需調(diào)機費、無需機場協(xié)調(diào)費、飛行成本低，可做超低空視距飛行。

3、可低空云下攝影，對天氣要求相對不是很高。

4、航測周期短。

5、機動性能強，對起降場地要求較低，轉(zhuǎn)場方便、快捷。

6、在線路長度較長，彎曲度較大時可選擇不同地點的起降場地分段飛行，且飛機飛行靈活，可根據(jù)需要在任何時候轉(zhuǎn)彎，補飛、重飛等便于統(tǒng)籌安排。

7、整套系統(tǒng)成本較低，飛行成本也較低；人員安全風險低，設備風險大。

8、起降條件更為簡單，只要是較為平整的場地就可以。

9、體積小、重量輕，安全性能好。

10.成像效果清晰。

第五章 無人機的應用范圍

無人機航測技術是航測遙感領域的有效補充，可應用于國家基礎地圖測繪、數(shù)字城市建設、通信站點建設、國土資源調(diào)查、土地地籍管理、城市規(guī)劃、突發(fā)事件實時監(jiān)測、災害預測與評估、城市交通、網(wǎng)線鋪設、數(shù)字農(nóng)業(yè)、測繪、環(huán)境治理、生態(tài)保護、森林管理、礦產(chǎn)開發(fā)等領域。

結(jié)束語

由于無人機和航空遙感技術的成熟，無人機已經(jīng)逐漸應用在民用遙感領域，同時也被使用到了更為廣闊的領域當中，在發(fā)展的過程中，如果能讓其關鍵技術能夠進一步的提升，就必須加大科研的力度，只有這樣，才能推動技術的創(chuàng)新和發(fā)展，同時也為該系統(tǒng) 在更廣的范圍內(nèi)得以應用奠定堅實的基礎，促進我國科技水平的不斷發(fā)展和提升。

沒有人會否認無人機正處于一個較好的發(fā)展環(huán)境中，無論是軍事方面還是民用方面，都很重視無人機的研發(fā)。加強無人機測繪技術的研究與應用，是增強測繪應急服務保障能力的需要，市提高測繪效率的有效手段，更是加快數(shù)字城市建設、提升社會管理效能的技術保障，相信不久在將來無人機測繪將迎來“滿天飛”的時代。

參考文獻：

[1]金偉，葛宏立，杜華強，等，無人機遙感發(fā)展與應用概況[J]遙感信息

[2]鄭團結(jié)，等.無人機數(shù)字攝影測量系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[J].計算機測量與控制.

[2]范承嘯，韓俊，熊志軍，趙毅。無人機遙感技術現(xiàn)狀與應用[J]測繪科學