測繪工程中無人機(jī)攝影測量技術(shù)運用分析

劉博 沈陽天衡測繪有限公司

地形圖測繪是對地球表面的地形和物體在水平面上的投影進(jìn)行具體的測量，然后通過等比例的形式將其制作成圖，用特殊的符號和標(biāo)記繪成地形圖的工作。地形測量主要分為控制測量和碎部測量兩種，根據(jù)應(yīng)用儀器的不同擁有不同的繪畫方式?？刂茰y量是指以地形測圖為依據(jù)，通過平板儀測圖的方式來控制測量中的變量，來測定一定數(shù)量的平面和高程控制點。碎部測量則是階段式的測量方法，將測繪根據(jù)不同的地物特征點和地形特征點分成不同的碎部點。從對碎部點的水平和垂直距離高度方向進(jìn)行具體的測繪。地形圖的測繪方法通常有平板儀測圖法、經(jīng)緯儀測圖法和聯(lián)合測圖法等。根據(jù)不同的地理環(huán)境和不同的要求選擇不同的測繪方法。但是這些地形圖的測繪方法都是要在明確的地理照片下完成，這就需要在地形圖測繪中引入無人機(jī)航空攝影測量來實現(xiàn)地理圖形的實時掌控。

一、無人機(jī)攝影測量技術(shù)概述

無人機(jī)航空攝影測量是一種新型測量方式，具有成本低、機(jī)動靈活、工作效率高等優(yōu)點，在小區(qū)域和飛行困難的地區(qū)可以快速獲取高分辨率影像，極大地減少了測繪外業(yè)工作量，大幅度提高了工作效率。當(dāng)前，通過無人機(jī)航空攝影測量技術(shù)可以較為輕松地獲得小于或等于1：1000 比例尺的數(shù)字化地圖成果。如果采用傾斜攝影測量技術(shù)，選擇適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)處理方法，獲得的成果精度會更高。在數(shù)據(jù)處理過程中，數(shù)字化成果的平面精度較易達(dá)到規(guī)范要求，而高程數(shù)據(jù)的精度則不易達(dá)到。常用的高程數(shù)據(jù)提取方法有：人工提取法、點云分類法、地面模型提取法等[1]。

二、無人機(jī)航空攝影測量技術(shù)的優(yōu)勢

對于無人機(jī)航空攝影測量來說，比過去傳統(tǒng)的測量方式更加具有靈活性，高效快速，既可以小范圍作業(yè)，又可以大面積的進(jìn)行拍攝，增加了適用范圍，而且相較于飛機(jī)來說無人機(jī)的成本要遠(yuǎn)遠(yuǎn)降低，且不需要過多人工方面的干預(yù)，使航測更加具有準(zhǔn)確性。無人機(jī)的航測受外在天氣影響較小，而且也沒有場地起降的限制，不用考慮飛行中飛行員的安全問題，擁有快速的反應(yīng)能力，通過車載系統(tǒng)就可以完成作業(yè)，操作簡單，交通便捷，能夠監(jiān)測到人工測量不到的范圍。其次，與傳統(tǒng)的航測相比，無人機(jī)航測擁有絕對的時效性，可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)存檔和拍攝時間上的統(tǒng)一，隨時拍照，隨時都可以儲存。針對我國的地形來說，很多地區(qū)由于外在的條件，人工都是無法對其進(jìn)行作業(yè)的，但是無人機(jī)航測技術(shù)卻可以做到無差別地進(jìn)行拍攝作業(yè)，不受地理區(qū)域的限制，成像的質(zhì)量和精密程度都比過去有所加強(qiáng)。

三、測繪工程中無人機(jī)攝影測量技術(shù)的應(yīng)用

（一）在現(xiàn)代化礦山工程中的應(yīng)用

在礦山環(huán)境治理過程中，相關(guān)部門可以利用無人機(jī)攝影測量技術(shù)進(jìn)行測繪，提高測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。現(xiàn)階段，社會各界更加注重礦山建設(shè)的環(huán)保性，這就需要做好礦山環(huán)境治理工作，恢復(fù)礦山生態(tài)環(huán)境。為了實現(xiàn)這一目標(biāo)，相關(guān)部門可以利用無人機(jī)攝影測量技術(shù)，在無人機(jī)中搭載更多傳感器，獲取雷達(dá)、真彩色、多光譜等礦區(qū)遙感數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)接嬎銠C(jī)，應(yīng)用相關(guān)軟件對其進(jìn)行處理后，完成定性與定量分析工作，以獲取準(zhǔn)確的實時信息，了解礦山的環(huán)境治理和恢復(fù)現(xiàn)狀，對綠色礦山建設(shè)成果進(jìn)行有效分析。

（二）在自然災(zāi)害救援中的應(yīng)用

在社會的快速發(fā)展中，出現(xiàn)了很多人為破壞自然環(huán)境的行為，導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境日益惡劣，洪澇災(zāi)害、地震、泥石流等自然災(zāi)害的發(fā)生更加頻繁。發(fā)生自然災(zāi)害時，相關(guān)部門需要盡快予以救援，獲取準(zhǔn)確的災(zāi)區(qū)信息，避免因自然災(zāi)害帶來嚴(yán)重的人員傷亡和財產(chǎn)損失，并進(jìn)行災(zāi)后重建。通常情況下，發(fā)生大型自然災(zāi)害后，災(zāi)區(qū)與外地道路、通訊會被阻斷，救援部門無法及時地獲取災(zāi)情信息。為了解決這一問題，相關(guān)部門需要引進(jìn)無人機(jī)攝影測量技術(shù)，及時獲取災(zāi)區(qū)的地形、地貌信息，對受害者位置進(jìn)行標(biāo)記，獲取清晰的災(zāi)區(qū)影像，并及時將各項信息傳輸?shù)骄仍?，有助于救援隊伍迅速制訂救援方案，為受害者的生命安全提供保障[2].

（三）像控點布設(shè)

像控點布設(shè)需要根據(jù)設(shè)計網(wǎng)型在成圖范圍內(nèi)布設(shè)像控點。在布設(shè)過程中，需要遵循均勻性原則，根據(jù)不同的比例尺、地形條件、處理方法等要求布設(shè)，并且需要根據(jù)具體要求按照不同的密度布設(shè)在測區(qū)范圍內(nèi)。此外，還要考慮測區(qū)內(nèi)的交通和地物等特征。

（四）內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)采集與修補測

在進(jìn)行數(shù)據(jù)采集之前需要對影像數(shù)據(jù)進(jìn)行三維建模處理，這是由于三維建模是數(shù)據(jù)采集的基礎(chǔ)，能夠借助傾斜攝影測量自動批量建模軟件對不同視角下的傾斜影像資料進(jìn)行幾何校正、平差處理以及多視角匹配處理等操作，進(jìn)而獲得能夠反映測繪區(qū)域整體地形地貌特征的可視化三維傾斜模型。在上述操作的基礎(chǔ)上借助配套的軟件對測繪區(qū)域的地物地貌進(jìn)行提取，即數(shù)據(jù)采集過程中，主要包括：①地物要素的采集，主要以人工處理為主，包括建筑物輪廓、控制點信息、建筑物外側(cè)面邊線等信息，能夠顯著的提高最終數(shù)據(jù)處理精度；②地貌要素的三維信息采集，主要借助數(shù)據(jù)處理軟件自動化處理，主要包括測繪區(qū)域1：1000 大比例尺等高線以及相應(yīng)密度的高程注記點等信息的采集，后期經(jīng)過人工手動整飾、取舍后可投入使用；③遮擋問題處理，對于遮擋嚴(yán)重的區(qū)域或者地形地貌有爭議的區(qū)域進(jìn)行標(biāo)注，使用其他輔助測量方法進(jìn)行補測、調(diào)繪等處理[3]。

四、結(jié)語

綜上所述，無人機(jī)航空攝影測量技術(shù)以其高效簡單、成本低、周期短、精密準(zhǔn)確等特點被廣泛應(yīng)用在各種行業(yè)領(lǐng)域中，尤其是在地形圖測繪中，現(xiàn)階段的主要技術(shù)模式是無人機(jī)航測，工作人員需要加大對無人機(jī)航測的研究，提高無人機(jī)航測在地形圖測繪應(yīng)用中的發(fā)展空間。