無人機(jī)低空攝影測量系統(tǒng)在大比例尺地形圖中的應(yīng)用

吳瑞華

【摘 要】目前，我國測量技術(shù)被廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域，無人機(jī)低空攝影測量作為一項測量新技術(shù)，在大比例尺地形圖中發(fā)揮著重要作用，本文主要對此展開分析和探討，希望能夠進(jìn)一步推動我國測量行業(yè)的不斷發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】無人機(jī)；低空攝影；攝影測量；大比例地形圖

無人機(jī)遙感技術(shù)的出現(xiàn)，在很多行業(yè)中被廣泛應(yīng)用，特別是在測繪工程測量中，該技術(shù)在其中科學(xué)合理的利用，對整個測繪工程測量領(lǐng)域的發(fā)展而言，具有非常重要的影響和作用。無人機(jī)遙感技術(shù)在測繪工程測量中的合理利用，不僅能夠提高測繪效率，而且還能夠利用最短的時間，完成一系列的測繪工作，保證最終的測繪質(zhì)量和效果。由此可以看出，無人機(jī)遙感技術(shù)對測繪工程測量領(lǐng)域而言，是現(xiàn)階段以及未來發(fā)展過程中非常重要的技術(shù)手段之一。

一、無人機(jī)低空攝影測量的應(yīng)用現(xiàn)狀

隨著技術(shù)的不斷完善，無人機(jī)在導(dǎo)航、通信等方面的功能也得到了進(jìn)一步的優(yōu)化，無人機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域隨之增加并且進(jìn)入到各行各業(yè)中。通過研發(fā)人員的不斷努力，將城市測繪工作中的測量技術(shù)以及遙感技術(shù)等先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)有效地結(jié)合在一起，實(shí)現(xiàn)城市高精度測繪的目標(biāo)。相對于傳統(tǒng)的航天測量技術(shù)，無人機(jī)的低空測繪有著無法超越的優(yōu)越性。在技術(shù)的不斷發(fā)展推動下，無人機(jī)能夠在非常短暫的時間內(nèi)獲得分辨率較高的圖像，目前無人機(jī)已成為城市測繪工作中的首選工具。經(jīng)過初步統(tǒng)計，目前全世界范圍內(nèi)進(jìn)行無人機(jī)研究的國家已達(dá)到了40多個，經(jīng)過不斷地研究已經(jīng)掌握了近100種無人機(jī)的應(yīng)用方式。通過這一組數(shù)據(jù)可以了解到，無人機(jī)應(yīng)用所具有的重要性，因此能夠掌握無人機(jī)在低空領(lǐng)域的攝影測量技術(shù)，對于提升我國在無人機(jī)市場上的技術(shù)競爭力有著非常重要的意義。但是目前我國無人機(jī)的研究領(lǐng)域還相對狹隘，相對來說很多國家已經(jīng)開始將無人機(jī)的使用范圍從城市發(fā)展到海洋甚至是森林等領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)環(huán)境監(jiān)控、森林火災(zāi)監(jiān)控等作業(yè)，為安全提供了保障。所以應(yīng)該加快對無人機(jī)的研究，不斷的擴(kuò)展其應(yīng)用領(lǐng)域，使其能夠更好地發(fā)揮其優(yōu)勢作用。

二、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）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）因為無人機(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。

三、無人機(jī)攝影大比例地形圖測繪

（一）影像獲取

目前大部分的無人機(jī)飛行器荷載重量在1kg以下，搭載相機(jī)類型以微單及卡片式相機(jī)為主，需要定期進(jìn)行相機(jī)標(biāo)定，以保證相機(jī)參數(shù)的準(zhǔn)確性。在進(jìn)行航線設(shè)計時，根據(jù)航攝分辨率、航向重疊度及旁向重疊度要求，結(jié)合相機(jī)焦距、像元尺寸等參數(shù)，計算相對航高、基線長度及旁向間隔等飛行參數(shù)。實(shí)施航飛前，對航飛區(qū)域進(jìn)行踏勘，選擇合適的起降場地，盡量在無風(fēng)情況下完成無人機(jī)起降操作，飛機(jī)降落后，提取航攝影像數(shù)據(jù)及對應(yīng)POS數(shù)據(jù)。

（二）空中三角測量與數(shù)據(jù)收集

結(jié)合航飛與影響分布情況，將空三區(qū)域視為加密區(qū)域網(wǎng)，應(yīng)用自動與手動結(jié)合策略實(shí)現(xiàn)空三加密。經(jīng)由計算平差、檢查和調(diào)整，依據(jù)相應(yīng)規(guī)范最后加密成果符合1∶1000數(shù)據(jù)采集要求。在應(yīng)用空三成果實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集過程中，總結(jié)測繪區(qū)域呈現(xiàn)出以下幾種問題：第一，在高差較大的位置進(jìn)行測量中，存在著影像質(zhì)量差，且分辨率相對較低，此問題在未來飛行中可經(jīng)由增加飛行重疊度加以控制；第二，）基于山區(qū)植被致使部分影像紋理貧乏，有少量模型相對定向精度不高致使測繪圖基礎(chǔ)定向點(diǎn)超出限定標(biāo)準(zhǔn)。

（三）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)

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。

（四）DLG生產(chǎn)

測區(qū)經(jīng)過空三加密之后，輸出經(jīng)過平差解算后的影像外方位元素，以此構(gòu)建立體像對，然后在立體像對上采集數(shù)字線畫圖，按照地形圖圖式及各大類地形地物表示要求，經(jīng)過外業(yè)調(diào)繪及內(nèi)業(yè)編輯處理后形成最終的地形圖成果。

（五）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)。

四、結(jié)語

綜上所述，無人機(jī)攝影技術(shù)作為一種新型的地形圖更新與修測手段，隨著相關(guān)技術(shù)的不斷成熟，其優(yōu)勢會更加明顯。通過對無人機(jī)航測進(jìn)行相關(guān)分析，從而為無人機(jī)攝影測量技術(shù)應(yīng)用于城市大比例尺地形圖更新修測項目提供工作思路和作業(yè)指導(dǎo)，推動測繪事業(yè)的健康發(fā)展。

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