無人機(jī)航空測(cè)量在地形測(cè)繪中的應(yīng)用

段永濤

摘 要：為了保證無人機(jī)設(shè)備航空攝影測(cè)量技術(shù)能在地形測(cè)繪方面有良好的運(yùn)用，應(yīng)認(rèn)識(shí)到無人機(jī)設(shè)備航空攝影測(cè)量的優(yōu)勢(shì)以及重要性，并能結(jié)合地形測(cè)繪方面的需要，制定科學(xué)的無人機(jī)設(shè)備航空攝影測(cè)量技術(shù)應(yīng)用方案。就無人機(jī)設(shè)備航空攝影測(cè)量技術(shù)能在地形測(cè)繪方面的運(yùn)用進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：無人機(jī)；地形測(cè)繪；航空攝影

1 引言

傳統(tǒng)的地形測(cè)繪由于地形、地勢(shì)等條件的影響，在測(cè)繪過程中要消耗諸多的人力物力等資源，且效果并不顯著。近年來，隨著無人機(jī)技術(shù)的不斷突破，其低成本、高效率、易于操作等優(yōu)勢(shì)逐漸被人們關(guān)注并應(yīng)用于實(shí)際。越來越多的無人機(jī)航空攝影測(cè)量技術(shù)被應(yīng)用在地形圖測(cè)繪中，良好地解決了許多問題，并且為國家航空攝影領(lǐng)域注入了新鮮的活力，帶動(dòng)了社會(huì)的全面發(fā)展。

2 無人機(jī)航空攝影測(cè)量技術(shù)原理

無人機(jī)航空攝影測(cè)量技術(shù)以UAV無人機(jī)航測(cè)系統(tǒng)為載體，集成了空中拍攝、無人機(jī)遙控遙測(cè)和視頻影像傳輸處理等多種技術(shù)。無人機(jī)航測(cè)技術(shù)主要借助無人機(jī)、影像航拍設(shè)備、地面航線設(shè)計(jì)應(yīng)用軟件、無人機(jī)航攝飛行控制軟件、地面信息處理系統(tǒng)、機(jī)載數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)等，獲取高分辨率及高精度遙感數(shù)字影像。通過無人機(jī)高空飛行作業(yè)，搭載數(shù)字航測(cè)設(shè)備進(jìn)行工程地形遙感測(cè)繪，借助信息數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)對(duì)無人機(jī)航空攝影所得相關(guān)遙感影像數(shù)據(jù)進(jìn)行后期加工，從而制作形成符合各種比例尺精度要求及國家地形測(cè)繪標(biāo)準(zhǔn)的地圖產(chǎn)品。

3 地形測(cè)繪方面無人機(jī)設(shè)備航空攝影的應(yīng)用

3.1 相片控制分析

當(dāng)代無人機(jī)設(shè)備當(dāng)中匯集了大量先進(jìn)裝置以及技術(shù)，在使用無人機(jī)設(shè)備進(jìn)行相應(yīng)地區(qū)地形信息采集的時(shí)候，不僅能依靠無人機(jī)的圖像采集以及識(shí)別性能收集到全面而詳細(xì)的地形信息，同時(shí)由于無人機(jī)設(shè)備當(dāng)中也搭載了全球定位系統(tǒng)，因此無人機(jī)設(shè)備在進(jìn)行相應(yīng)地區(qū)地形信息采集的同時(shí)也能通過采集系統(tǒng)和定位系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)，使得采集到的信息數(shù)據(jù)有更強(qiáng)的實(shí)用性以及可靠性。其次，在工作人員運(yùn)用無人機(jī)設(shè)備進(jìn)行相應(yīng)地區(qū)信息數(shù)據(jù)采集的時(shí)候，技術(shù)人員也能充分的利用無人機(jī)設(shè)備當(dāng)中的空間定位系統(tǒng)以圖像采集分析系統(tǒng)，讓無人機(jī)設(shè)備在完成相應(yīng)信息數(shù)據(jù)采集的時(shí)候能有效的屏蔽外界的影響因素，降低各種影響因素對(duì)于無人機(jī)設(shè)備地形信息采集、處理的影響，保證無人機(jī)設(shè)備在地形測(cè)繪方面的價(jià)值。從地形測(cè)繪工作整體發(fā)展情況來看，無人機(jī)設(shè)備在相片控制方面有了突出的發(fā)展，在各種先進(jìn)系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)下能讓地形測(cè)繪結(jié)果的質(zhì)量獲得提升。

3.2 DOM技術(shù)

DOM技術(shù)主要是將無人機(jī)航空測(cè)量采集到的數(shù)字化圖片進(jìn)行收集和處理，并且對(duì)采集過程中失真的圖片進(jìn)行處理，以保證圖片的清晰度，便于工作中使用，使圖片更加清晰準(zhǔn)確。DOM技術(shù)是通過無人機(jī)低空攝影實(shí)現(xiàn)相關(guān)數(shù)據(jù)的收集，由此開展定向操作，定向操作可以分為3種，即絕對(duì)定向、相對(duì)定向和內(nèi)定向。無人機(jī)在低空攝影采集過程中將影像信息有效地結(jié)合在了一起，并根據(jù)結(jié)果對(duì)計(jì)劃測(cè)量的區(qū)域特點(diǎn)進(jìn)行分析，最終得到處理的結(jié)果和反饋。此外，選擇攝影角度時(shí)，要對(duì)位置進(jìn)行充分考慮，確保其準(zhǔn)確性和可見性，避免攝影過程中地點(diǎn)選測(cè)的失誤導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果出現(xiàn)偏差。

3.3 基于Pix4Dmapper全數(shù)字系統(tǒng)空中三角測(cè)量

在全數(shù)字空中三角測(cè)量過程中，主要采用無需人工進(jìn)行干預(yù)的Pix4Dmapper航測(cè)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)量。Pix4Dmapper系統(tǒng)是一種高精度、全自動(dòng)以及快速的能夠基于無人機(jī)航空攝影遙感影像內(nèi)容，采用光束法區(qū)域網(wǎng)平差軟件自動(dòng)對(duì)原始影像進(jìn)行真實(shí)定位和計(jì)算原始影像相關(guān)參數(shù)的區(qū)域網(wǎng)平差優(yōu)化技術(shù)。在實(shí)施中，主要基于該系統(tǒng)的全數(shù)字化和自動(dòng)化技術(shù)優(yōu)勢(shì)，分別經(jīng)過內(nèi)定向、相對(duì)定向和選取加密點(diǎn)、轉(zhuǎn)點(diǎn)、構(gòu)建區(qū)域網(wǎng)、連接模型、整理加密點(diǎn)成本等技術(shù)實(shí)施流程，獲得真實(shí)的空中三角測(cè)量成果。

3.4 立體采編測(cè)量

無人機(jī)在采集完相關(guān)數(shù)據(jù)與測(cè)量后，還要及時(shí)地對(duì)地形內(nèi)部測(cè)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一的采編，以保障無人機(jī)對(duì)地形圖測(cè)繪收集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。在實(shí)際操作中，必須重視收集到的節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)，在無人機(jī)數(shù)據(jù)采集完成后，工作人員需手繪等高線和水涯線，在熟悉地形地勢(shì)的同時(shí)也加強(qiáng)了自身業(yè)務(wù)能力和工作效率，促進(jìn)了地形測(cè)繪圖的準(zhǔn)確性，從而為我國地形圖測(cè)繪工作事業(yè)搭建了堅(jiān)實(shí)的階梯。

3.5 野外實(shí)測(cè)成果質(zhì)量驗(yàn)收

在野外實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)成果資料質(zhì)量檢查、驗(yàn)收過程中，首先需要按照一定比例要求，套合內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)采集所獲取的DOM數(shù)字正射影像圖資料和數(shù)字線劃圖DLG，然后，將數(shù)字圖紙打印為紙質(zhì)測(cè)繪成果資料圖，對(duì)照打印好的圖紙，通過外業(yè)調(diào)繪，針對(duì)內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)采集不可見或遺漏的相關(guān)地物、地貌等，然后對(duì)其實(shí)際地物屬性信息進(jìn)行注記，經(jīng)依次經(jīng)過改正屋檐和高程點(diǎn)補(bǔ)測(cè)等質(zhì)量檢查環(huán)節(jié)，最終基于CASS7.0軟件編輯整飾成圖。例如，在某工程中，檢查核DLG圖的質(zhì)量精度時(shí)，采用HBCORS網(wǎng)絡(luò)RTK野外實(shí)測(cè)法，針對(duì)27.6%的外業(yè)調(diào)繪成果圖進(jìn)行實(shí)地檢測(cè)，其占野外巡視總比例的21.3%，有36幅，43幅經(jīng)過實(shí)地檢測(cè)，最終從圖上選取53個(gè)明顯地物點(diǎn)，主要包括“山頂”、“交叉道路點(diǎn)”、“房角”、“田坎交叉點(diǎn)”等幾個(gè)不同類型。針對(duì)圖上采集的坐標(biāo)和野外實(shí)測(cè)坐標(biāo)進(jìn)行一一對(duì)比分析，根據(jù)“高程精度”和“平面精度”兩個(gè)方面的指標(biāo)要求進(jìn)行DLG圖精度統(tǒng)計(jì)匯總。

4 結(jié)束語

無人機(jī)航空攝影測(cè)量技術(shù)已經(jīng)成為空間數(shù)據(jù)獲取的重要手段，正逐步成為傳統(tǒng)航空攝影測(cè)量的有益補(bǔ)充，值得進(jìn)一步推廣應(yīng)用。隨著多種機(jī)載傳感器、無人機(jī)硬件制造技術(shù)的發(fā)展，無人機(jī)以其機(jī)動(dòng)靈活、現(xiàn)勢(shì)性強(qiáng)的特點(diǎn)，必能擁有更加廣闊的發(fā)展前景。

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