無人機航空攝影測量在帶狀地形圖測量中的應(yīng)用

馮華峰

（重慶金地土地房屋測量有限公司，重慶401139）

1 引言

受到科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的影響，我國的航空攝影測量技術(shù)獲得了長足進步。不過鑒于航空攝影測量工作開展通常對審批的專業(yè)性要求很高，并且易于被外界不同因素干擾，總體的經(jīng)濟成本也過高，由此導(dǎo)致其在地形圖測量當(dāng)中的應(yīng)用率較低。在無人機技術(shù)誕生之后，其憑借簡單、靈活的操控性且性價比較高的優(yōu)勢，引起很大的關(guān)注，有利于提高地形圖測繪的效率。

2 無人機航空攝影測量系統(tǒng)技術(shù)的運用機制

對于無人機航空攝影測量系統(tǒng)而言，屬于一項全新的技術(shù)類型，其中融合了高空攝影、遙控遙測以及視頻影像處理等眾多不同的技術(shù)。而在該系統(tǒng)中主要涵蓋了無人機、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)及地面管控站等。

3 地形測繪工程實例

2019年6月，重慶金地土地房屋測量有限公司主要負責(zé)對南道高速公路1：1000的地形圖進行測繪管理，此測定區(qū)域以山地與丘陵為主，相應(yīng)的平均海拔是800m，最低是600m，最高是1000m，測區(qū)的實際面積為3.2km2。由于此測定區(qū)域擁有非常復(fù)雜的地理環(huán)境，地形十分陡，假如運用以往常見的測繪方式，會浪費很多不必要的人力與時間，耽誤工期。鑒于所測量位置的視野較寬，因此，可以運用無人機航空攝影測量的方式，其中應(yīng)用到相應(yīng)的平面坐標(biāo)系統(tǒng)和高程系統(tǒng)，并根據(jù)相關(guān)規(guī)定進行使用。

4 地形測繪當(dāng)中無人機航空攝影測量技術(shù)的具體運用方法

4.1 無人機航空攝影測量的相關(guān)說明

通過結(jié)合測量區(qū)域的面積、空中以及天氣等狀況，該工程運用了華測P700E型號的無人機設(shè)備，憑借較長的續(xù)航時間和極高的精度優(yōu)勢，使其得以有效運用。同時，使用了Sony RX14000萬的像素相機，相應(yīng)鏡頭的焦距是30mm，并借助有關(guān)航線設(shè)計軟件完成了具體飛行規(guī)劃方案的編制。此次無人機航空攝影測量的高度大概為600m，需要飛行4個航線，總共花費大概3個小時，最終得到184張航空影像。通過對攝像進行檢驗，發(fā)現(xiàn)不存在云影遮擋的情況，整體的色彩十分勻稱，達到了地形測繪相關(guān)規(guī)定。

4.2 科學(xué)設(shè)置有關(guān)像控點

設(shè)置有關(guān)像控點的基本作業(yè)流程包括：影像資料準備、區(qū)域網(wǎng)劃分、控制點目標(biāo)選取、控制點野外施測、成果整理等。平高控制點設(shè)置在2條及以上航線旁向重疊中線附近。在影像拍攝之前進行實地選點布設(shè)控制標(biāo)志和航拍后在明顯地物點刺點的方法，刺點目標(biāo)應(yīng)選在影像清晰、能準確刺點的目標(biāo)點上，比如圍墻、房角轉(zhuǎn)角處，道路、水渠交叉處，高程控制點的刺點目標(biāo)應(yīng)選在高程變化不大的地方?？刂泣c的施測：測量控制點的平面坐標(biāo)、控制點的高程，采用重慶CORS網(wǎng)絡(luò)RTK聯(lián)測，能滿足本工程對地形測繪的精度要求。

4.3 空中三角測量

空中三角測量是利用航空攝影影像與所攝目標(biāo)之間的空間幾何關(guān)系，根據(jù)少量像控點，計算待求點的平面位置、高程和影像外方位元素的測量方法[1]?？罩腥菧y量一般采用解析法，最常用的建網(wǎng)方法是航帶法、獨立模型法和光束法。而無人機空中三角測量實現(xiàn)了POS與航攝儀設(shè)備的結(jié)合，并借助GPS定位的方式，進而得到航攝儀設(shè)備的具體位置參數(shù)、無人機姿勢態(tài)參數(shù)等。通過對有關(guān)DGPS和IMU數(shù)據(jù)信息加以科學(xué)處理，能夠得到相應(yīng)影像的六個外方位元素。

實際上，開展航空攝影測量工作的過程中，依靠無人機和自動化測定系統(tǒng)連接的方式，并借助計算機技術(shù)，完成相關(guān)影像信息的準確分析與計算處理。對于整個航空攝影的環(huán)節(jié)，不必進行任何人為操控。不過運用三角測定方式明確具體的目標(biāo)位置的影像過程中，要求有關(guān)測量工作者選用合適的測定連接點，便于以后測定工作的開展。同時，針對選取后的連接點和像控點予以科學(xué)調(diào)試處理，進而實施空中三角測定。對于此環(huán)節(jié)，則運用相關(guān)Pix4D mapper航測數(shù)據(jù)處理管控系統(tǒng)完成測定。此系統(tǒng)擁有自動化、高效處理以及較高的精度等眾多優(yōu)勢，借助相關(guān)光束法位置網(wǎng)平差軟件，實現(xiàn)準確定位與計算相應(yīng)的原始影像，獲得有關(guān)參數(shù)[2]。具體的運用過程中，應(yīng)該重視內(nèi)定向、相對定向、加密點和轉(zhuǎn)點選用、建立相應(yīng)的區(qū)域網(wǎng)、加密點的科學(xué)整理等不同的環(huán)節(jié)，進而得到空中三角測定的準確結(jié)果。

4.4 航空影像相關(guān)數(shù)據(jù)的科學(xué)收集與野外調(diào)繪說明

進行相關(guān)測繪數(shù)據(jù)信息的采集過程中，主要運用了數(shù)字攝影測量系統(tǒng)，依靠對空三加密成果的運用，進而得到空中三角測定的最終結(jié)果，同時科學(xué)構(gòu)建相關(guān)數(shù)字產(chǎn)品與恢復(fù)立體模型，進行全要素科學(xué)采集的同時，完成對DOM數(shù)字正射影像圖、DLG數(shù)字線劃圖的準確繪制。通過科學(xué)分析與判定相應(yīng)的攝影影像，能夠明確影像代表地面物體的相應(yīng)特點、屬性情況。影像判讀是根據(jù)地物的光譜特性、成像規(guī)律、影像特征來識別地物，判斷出類別及屬性。采用綜合判讀調(diào)繪法，先室內(nèi)判讀，后野外檢核調(diào)查和定性，最后室內(nèi)清繪整飾的方法。野外調(diào)繪內(nèi)容主要涵蓋相關(guān)居民區(qū)域、水系、有關(guān)設(shè)施、道路以及其他基礎(chǔ)設(shè)施、獨立地物、境界、地理名稱和注記等。野外調(diào)繪要注意新增地物，必須在調(diào)繪時補測，本次測量采用重慶CORS網(wǎng)絡(luò)RTK實測[3]。

4.5 野外實測成果質(zhì)量檢查和驗收

利用野外實測數(shù)據(jù)成果與航空攝影影像所構(gòu)地形圖數(shù)據(jù)資料進行質(zhì)量檢查，應(yīng)該根據(jù)相關(guān)比重的規(guī)定，并有效利用通過采集得到的相應(yīng)數(shù)字正射影像圖、數(shù)字線劃圖等信息資料，對其進行打印。利用外業(yè)調(diào)繪檢查的方式，對民眾的居住地種類合理與否進行檢查，并加以選擇，相關(guān)主、次干道和支線清晰與否、居民地的輪廓特點明顯與否、有關(guān)要素的屬性完整與否、相應(yīng)標(biāo)記科學(xué)與否等情況加以細致檢查[4]。

同時應(yīng)該科學(xué)測量所采集到的有關(guān)地貌與地物等情況，并加以準確標(biāo)記處理，對房屋屋檐的寬度加以糾正，以高程點的相關(guān)補測數(shù)據(jù)為依據(jù)，完成細致檢查的任務(wù)，然后運用有關(guān)南方CASS9.0軟件進行科學(xué)編輯處理，形成相應(yīng)的整飾圖。而針對相關(guān)數(shù)字線劃圖質(zhì)量精度的檢驗過程中，則運用CORS網(wǎng)絡(luò)RTK野外測定的方式，對于各個地貌點進行測定，并在圖中選擇50個顯著的地物點，涵蓋了相關(guān)的道路交叉點、圍墻角以及房角等。此外，科學(xué)對比與分析數(shù)字線劃圖的相應(yīng)坐標(biāo)與重慶CORS網(wǎng)絡(luò)RTK測定的坐標(biāo)數(shù)據(jù)，并加以整合，平面精度中誤差為0.29 m，高程精度的中誤差為0.23 m,按照我國CH/T 1020-2010《1：500 1：1000 1：2000地形圖質(zhì)量檢檢技術(shù)規(guī)程》實施要求[5]，1∶1000數(shù)字線劃圖(DLG)地形圖中地物點在丘陵的平面位置中誤差為0.6 m,地形圖上丘陵地物點高程中誤差為0.5m。所以航空攝影所得數(shù)字線劃圖(DLG)成果經(jīng)綜合評定，結(jié)果為“合格”。

5 結(jié)語

綜上所述，對于地形圖測繪而言，通過運用無人機航空攝影測量技術(shù)，能夠達到高效、準確獲得高分辨率數(shù)字正射影像與傾斜影像的效果，同時借助相關(guān)圖像處理軟件，完成對三維數(shù)字模型、正射影像圖的繪制，提高地形圖的精度，其重要性不容忽視，擁有很大的發(fā)展空間。