無人機航空攝影技術研究

張遠波 穆峰

摘 要：隨著我國經(jīng)濟和科技的不斷進步，以及科技人員對地形圖測繪標準的要求不斷提高，傳統(tǒng)的航空攝影測量技術已經(jīng)不能滿足當前情形的需要了，而且在這個過程中還會耗費大量的人力和物力，因此當前比較流行的無人機航空攝影測量已經(jīng)開始被廣泛應用了。本文主要介紹了無人機航空攝影測量技術在地形測繪中的應用情況。

關鍵詞：城市地形圖測繪;航空攝影測量;無人機

一、緒論

隨著當代科學的飛速發(fā)展，科學的方法和技術不再只屬于某一類人的研究范疇，而是很多城市都開始追求高科技數(shù)字化的城市建設，希望自己的城市可以跟上世界前進的步伐。數(shù)字化的城市就需要對航空攝影測量對地形圖的測繪要進行更加及時的更新和數(shù)據(jù)更正，而傳統(tǒng)的航空攝影技術很難滿足人們的需要，于是隨著地理技術的不斷升級，無人機航空攝影技術開始登上歷史的舞臺，它的出現(xiàn)很好地解決了傳統(tǒng)攝影方式存在的局限性，傳感器也可以從不同的方位來觀察被拍攝物體的多角度情況，從而保證了數(shù)據(jù)的真實性與可靠性。

二、無人機航空攝影測量的概念

航空攝影測量指的是飛機上的工作人員借助一些攝影設備在高空中對地面的情況進行全方位的拍攝，然后將拍攝到的圖像和數(shù)據(jù)進行分析和整理，最后將城市地圖繪制出來的過程。而無人機為傳統(tǒng)的攝影測量提供了強有力的補充，不但省去了人工成本，而且測量的精準度也提升了。

三、無人機航空攝影測量在地形圖測繪中的優(yōu)勢

無人機航空攝影測量技術先比較于傳統(tǒng)的航空攝影技術來說，是有很多明顯的優(yōu)勢的。第一點是它的工作高效性，無人機采用的攝像設備都是當前非常先進的設備，比如：彩色數(shù)碼相機和高清數(shù)碼相機的相結合，待無人機拍攝完畢之后，會自動轉化成三維立體圖像傳回監(jiān)控站，為相關部門提供有效的數(shù)據(jù)報告。

第二點是它的數(shù)據(jù)獲取的及時性。無人機測繪技術是目前最先進的航空攝影測量技術，相比于之前的衛(wèi)星觀測而言，它的測繪數(shù)據(jù)的精準度更高，實效性也更迅速。

第三點是它的機型更加便于操作，相比于衛(wèi)星而言，無人機的機型比較小而且輕便，有很好的靈活性，方便工作人員的操作，工作人員也能夠很好地把控無人機的起飛和降落的時間與位置，在開始測繪前，只要在系統(tǒng)中設定好既定路線就可以了，在測量的過程中可以將數(shù)據(jù)及時傳送給監(jiān)控室，從而防止了因為突發(fā)情況和事故而導致的數(shù)據(jù)丟失等問題。

第四點是它為研究所節(jié)約了大量的人力和物力，首先無人機測繪不需要有人去進行操作，因此就可以免去這部分的人力耗費，其次無人機的體型比較小，從而節(jié)約了制作材料上的成本。

第五點是它的多角度無死角拍攝的優(yōu)勢。無人機在對城市進行測繪的時候，采用的是多維度的監(jiān)測，多方面的拍攝，對整個城市會有一個立體宏觀的觀察，從而保證數(shù)據(jù)的準確性。

四、無人機航空攝影測量技術在地形測繪中的應用

（一）攝影平臺的選取

無人機航空攝影測量是在空中無人的情況下進行監(jiān)控的，因此對于平臺的要求也非常高，這會直接影響到監(jiān)測數(shù)據(jù)的質量是否達標，通常情況下，工作人員在進行地形攝影測繪的過程中，會選用擇動力懸掛滑翔三角翼搭配高清像素來作為無人機攝影的工作平臺。

（二）測量區(qū)域的規(guī)劃設計

一般情況下，在無人機正式對地形進行攝影測量之前，工作人員會進行一項重要的工作就是對當前地形測量區(qū)域進行細致而準確的規(guī)劃和劃分，在城市規(guī)劃的過程中需要考慮到：無人機的工作量，無人機的測量盲區(qū)的位置，當前位置有沒有可能出現(xiàn)不合理的情況，從而保證無人機拍攝的過程中不會有遺漏的區(qū)域。在區(qū)域劃分時還要考慮到地形區(qū)域圖形的規(guī)則性，比如：矩形、正方形或是圓形，方便工作人員的操作。

（三）空中三角形測量

像控測量是無人機測量中的一項核心技術，在高空拍攝的過程中，無人機拍攝的高清圖片需要與無人機中安裝的GPS定位導航系統(tǒng)進行完美的融合才能夠將數(shù)據(jù)準確無誤地傳送到地面。而空中三角形測量是整個測量工作中一項非常重要的內容，它具體的工作方式是，在進行測量之前，工作人員需要對無人機測試的范圍以及測試的各個連接點的參數(shù)，進行提前設置，這一過程結束之后無人機在空中測量的時候，會根據(jù)測量區(qū)域的實際情況自動調整測量的方位，以便得到更加準確的數(shù)據(jù)。在實際應用中，無人機內部會裝有設定好的操作系統(tǒng)，在對地形攝影的時候，會根據(jù)城市的地形來自動變更。

（四）立體采編測量

無人機的測量技術不是一次性就可以完成的。在第一次測量完成之后，工作人員會對傳送回來的最新數(shù)據(jù)進行分析和編碼，通過對比分析找到設置的參數(shù)與實際情況之間的誤差，方便后期做及時的調整。在對城市地形進行拍攝的時候，工作人員要將該城市比較難拍到的位置提前注明。

（五）航空測量要點

無人機在測量的過程中要保證數(shù)據(jù)的準確性，最重要的一點就是對誤差的判斷以及及時的修正，常見的測量誤差通常包括系統(tǒng)誤差以及認為誤差。系統(tǒng)誤差是避免不了的，操作人員也只能通過對設備的精益求精才能做到更加完美，而人為誤差則是因操作人員對數(shù)據(jù)分析的不準確而造成的，這是可以通過對數(shù)據(jù)的測量以及分析提高無人機的精準度的，以保證拍攝出來的地形圖可以更加精準。

五、結語

通過對無人機攝像技術在地形測量過程中的應用，我們可以發(fā)現(xiàn)這項技術的誕生給工作人員的操作帶來了巨大的便捷，而且傳送回來的數(shù)據(jù)也是高清準確而且有很高的實效性，從而提高了測量工作的效率。

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