無人機(jī)測(cè)繪數(shù)據(jù)處理關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用探究

顧東

摘要：隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，無人機(jī)測(cè)繪技術(shù)已經(jīng)得到了推廣和應(yīng)用，無人機(jī)測(cè)繪技術(shù)作為一項(xiàng)高新技術(shù)，不僅在測(cè)繪數(shù)據(jù)的處理方面更具有靈活性和機(jī)動(dòng)性，而且與傳統(tǒng)的測(cè)繪技術(shù)相比，其準(zhǔn)確度更高，測(cè)量范圍更大，尤其在對(duì)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)以及應(yīng)急測(cè)繪等等方面更能夠顯示出它的優(yōu)越性，本文從對(duì)無人機(jī)測(cè)繪技術(shù)的認(rèn)識(shí)入手，對(duì)其具體的應(yīng)用進(jìn)行了深入的研究和探討。

關(guān)鍵詞：無人機(jī)；測(cè)繪；數(shù)據(jù)處理；關(guān)鍵技術(shù)；應(yīng)用；探究

引言：無人機(jī)測(cè)繪技術(shù)是一項(xiàng)融高科技技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)于一體的測(cè)繪方法，是我國(guó)測(cè)繪方面的一次飛躍，運(yùn)用無人機(jī)進(jìn)行測(cè)繪和數(shù)據(jù)處理不僅改變了傳統(tǒng)測(cè)繪錯(cuò)誤率高、限制條件多等等現(xiàn)狀，而且也在很大程度上節(jié)約了工作人員的工作量，同時(shí)提高了測(cè)繪的機(jī)動(dòng)性和靈活性，對(duì)我國(guó)無人機(jī)測(cè)繪關(guān)鍵技術(shù)的研究和探討，有著非常重要的現(xiàn)實(shí)性意義。

一、對(duì)無人機(jī)測(cè)繪數(shù)據(jù)處理的了解

顧名思義，無人機(jī)就是沒有人操作和駕駛的飛機(jī)，這也是在當(dāng)前我國(guó)科技水平不斷提升的基礎(chǔ)上所研究出來的，能夠借助無線電遙控設(shè)備來進(jìn)行遠(yuǎn)程控制的不載人飛機(jī)。而要想利用無人機(jī)進(jìn)行測(cè)繪工作，必須要進(jìn)行各項(xiàng)程序的編制，而且無人機(jī)系統(tǒng)是一個(gè)非常復(fù)雜的系統(tǒng)，只有同時(shí)具備數(shù)據(jù)傳輸功能、飛行遙控能力、導(dǎo)航系統(tǒng)和動(dòng)力系統(tǒng)等等多個(gè)方面的完備性，才能夠達(dá)到無人機(jī)測(cè)繪數(shù)據(jù)處理的科學(xué)性和合理性，才能使各面關(guān)鍵技術(shù)和數(shù)據(jù)得到應(yīng)用。

無人機(jī)也可以分為三種，即：直升無人機(jī)、固定翼無人機(jī)、多旋翼無人機(jī)，而在當(dāng)前的測(cè)繪技術(shù)中，固定翼無人機(jī)和多旋翼無人機(jī)的應(yīng)用比較廣泛。這些無人機(jī)在進(jìn)行測(cè)繪工作的時(shí)候，主要是通過航飛來拍攝各個(gè)數(shù)據(jù)，然后再利用這些數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)控制點(diǎn)來去進(jìn)行處理，最終形成一組數(shù)據(jù)測(cè)繪組。因?yàn)闊o人機(jī)測(cè)繪技術(shù)具有較高的精確度和便利性，所以已經(jīng)慢慢替代了傳統(tǒng)的人工測(cè)繪技術(shù)，但如果要想使無人機(jī)測(cè)繪技術(shù)更加完善，就必須要進(jìn)行深入的研究格探討，進(jìn)一步提高它的工作效率和數(shù)據(jù)處理精度，以滿足日益增加的測(cè)繪市場(chǎng)的需要，促進(jìn)無人機(jī)測(cè)繪數(shù)據(jù)處理工作的快速發(fā)展。

二、無人機(jī)測(cè)繪數(shù)據(jù)處理中的關(guān)鍵技術(shù)分析

因?yàn)闊o人機(jī)是依據(jù)遙控技術(shù)在空中進(jìn)行航拍，利用航飛所得到的各個(gè)影像來進(jìn)行測(cè)繪數(shù)據(jù)處理的，所以要想控制其關(guān)鍵技術(shù)，就必須要對(duì)其進(jìn)行攝像的相機(jī)進(jìn)行校驗(yàn)、對(duì)數(shù)字正射影技術(shù)、空中定位以及數(shù)據(jù)高程模型等等方面進(jìn)行研究，以保障測(cè)繪數(shù)據(jù)處理的有效性。

（一）校驗(yàn)無人機(jī)的非量測(cè)相機(jī)

無人機(jī)進(jìn)行測(cè)繪工作時(shí)非量測(cè)相機(jī)是其必備的搭載設(shè)備，因?yàn)樵跓o人機(jī)的飛行過程中，存在著許多不穩(wěn)定因素，而且非量測(cè)相機(jī)的鏡頭也存在著一定的畸變差，這就使其在進(jìn)行測(cè)繪工作時(shí)，各個(gè)像點(diǎn)坐標(biāo)會(huì)出現(xiàn)一些偏差，而這小小的偏差就是影響測(cè)繪數(shù)據(jù)處理精確度的關(guān)鍵。再加上在無人機(jī)的測(cè)繪過程中，非量測(cè)相機(jī)的主距與相片的中心坐標(biāo)系統(tǒng)的像主點(diǎn)坐標(biāo)都不能夠確定，在這種情況下，像主點(diǎn)的坐標(biāo)就不能按照所測(cè)得的影響而確定，必須要進(jìn)行內(nèi)定像，所以，進(jìn)行無人機(jī)非量測(cè)相機(jī)的校驗(yàn)工作是非常重要和必要的，它是影響數(shù)據(jù)處理的最關(guān)鍵因素。當(dāng)前我們所常見的校正方法主要有試驗(yàn)場(chǎng)檢校法、基于多像滅點(diǎn)檢校法、自檢校法等等。

（二）數(shù)字正射影技術(shù)（DOM）

數(shù)字正射影技術(shù)就是在對(duì)無人機(jī)所拍攝的各種照片進(jìn)行數(shù)字微分糾正和鑲嵌之后，依照工作需要或指定的圖幅標(biāo)準(zhǔn)對(duì)其進(jìn)行有效的修正和剪裁，最終形成的影像結(jié)果，即數(shù)字正射影像集。數(shù)字正射影像技術(shù)不但具有影像的特點(diǎn)，而且還在修剪的過程中擁有了地圖的幾何精確度。而數(shù)字正射影技術(shù)產(chǎn)生和完成的過程需要進(jìn)行各個(gè)數(shù)據(jù)的處理，比如說影像的糾正工作、勻光勻色的處理以及DEM數(shù)據(jù)的處理等等。尤其是DEM數(shù)據(jù)處理的有效性對(duì)DOM的準(zhǔn)確度起著決定性的作用。數(shù)字正射影技術(shù)產(chǎn)生的整個(gè)過程需要大量的勞動(dòng)量，因?yàn)樵谶M(jìn)其正射影形成時(shí)，不僅要有效的避開地面上的一些建筑物，而且還要根據(jù)自然環(huán)境特點(diǎn)以及地貌情況進(jìn)行鑲嵌線的描繪，這樣才能夠充分滿足DOM的接邊人精度要求，提高無人機(jī)測(cè)繪數(shù)據(jù)處理關(guān)鍵技術(shù)的實(shí)效性。

（三）動(dòng)態(tài)后處理技術(shù)（PPK）及慣性參考系統(tǒng)（INS）

因?yàn)闊o人機(jī)不需要承載人，所以它的整體質(zhì)量較小，這就使其在飛行的過程中會(huì)產(chǎn)生一些不穩(wěn)定的因素，而這些不穩(wěn)定性也會(huì)直接影響到其測(cè)繪的過程和結(jié)果，只有在進(jìn)行拍攝的過程中能夠?qū)γ恳粡埾嗥M(jìn)行位置的記錄和姿態(tài)的調(diào)整，才能夠達(dá)到數(shù)據(jù)處理的要求。所以其動(dòng)態(tài)后處理技術(shù)及慣性參考系統(tǒng)也是數(shù)據(jù)處理過程中的關(guān)鍵技術(shù)。相對(duì)于傳統(tǒng)測(cè)繪技術(shù)而言，動(dòng)態(tài)后處理技術(shù)（PPK）已經(jīng)能夠克服氣候等等方面的影響，而且作業(yè)范圍大、定位精度高，能夠有效的減少測(cè)繪的誤差。而慣性參考系統(tǒng)（INS）也是一種自主式的導(dǎo)航系統(tǒng)，這兩種技術(shù)的結(jié)合，可以有效的實(shí)現(xiàn)空中的三角測(cè)量任務(wù)。

（四）數(shù)字高程模型（DEM）

數(shù)字高程模型是對(duì)地形進(jìn)行數(shù)字化模擬的一個(gè)過程，它可以運(yùn)用有限制的高程地形數(shù)據(jù)信息來進(jìn)行模型的建立，在具體的無人機(jī)測(cè)繪工作中通過與DOM的精度具有直接的聯(lián)系，但因?yàn)槲覈?guó)地形、地貌的復(fù)雜性，為了提供更加精確的數(shù)據(jù)信息，有必要對(duì)DEM進(jìn)行人工編輯，進(jìn)一步提高航拍的糾正水平。

三、無人機(jī)測(cè)繪數(shù)據(jù)處理關(guān)鍵技術(shù)的具體應(yīng)用研究

隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，無人機(jī)測(cè)繪數(shù)據(jù)處理技術(shù)已經(jīng)被應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域，并且在環(huán)境監(jiān)測(cè)、國(guó)土測(cè)繪、災(zāi)情救援等等方面取得了很大的成效。在進(jìn)行環(huán)境監(jiān)測(cè)時(shí)，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)海洋、水質(zhì)、固體污染物以及各種植被的監(jiān)測(cè)之外，還能夠通過這些航拍數(shù)據(jù)對(duì)各種影響環(huán)境的因素進(jìn)行快速而高效的定位及處理，有效的保護(hù)環(huán)境。而無人機(jī)測(cè)繪數(shù)據(jù)產(chǎn)品在國(guó)土測(cè)繪方面的應(yīng)用，可以使工作人員對(duì)各地的土地使用情況進(jìn)行快速的定位和準(zhǔn)確的掌握，有利于國(guó)土資源的有效利用，而且因?yàn)闊o人機(jī)測(cè)繪技術(shù)的高效率、高分辨率，對(duì)于國(guó)土區(qū)域劃分工作的開展也非常有利。無人機(jī)測(cè)繪技術(shù)在災(zāi)情發(fā)生時(shí)，能夠第一時(shí)間展開營(yíng)救工作，比如說在我國(guó)的玉樹、汶川等等幾次地震中，無人機(jī)發(fā)揮了不可替代的作用，因?yàn)槠潇`活性強(qiáng)、機(jī)動(dòng)性高，能夠有效的獲得重要數(shù)據(jù)，為人員營(yíng)救節(jié)約了大量的時(shí)間，也為災(zāi)區(qū)的重建家園起到了重要的作用。

四、結(jié)語(yǔ)：

總而言之，無人機(jī)測(cè)繪數(shù)據(jù)處理關(guān)鍵技術(shù)已經(jīng)在我國(guó)各個(gè)領(lǐng)域得到了推廣和應(yīng)用，尤其在對(duì)于我國(guó)地形的勘查與測(cè)量以及對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)等等方面發(fā)揮了重要的作用，而且隨著我國(guó)信息化技術(shù)的不斷提升，其準(zhǔn)確性和效率性會(huì)更高，為我國(guó)測(cè)繪技術(shù)的健康發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。