無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量在工程地形圖測(cè)繪中的應(yīng)用探析

摘 要：在當(dāng)前，社會(huì)經(jīng)濟(jì)以及科學(xué)技術(shù)發(fā)展快速，工程地形圖測(cè)繪的過(guò)程之中也誕生了大量新型技術(shù)，提升了工作效率以及工作質(zhì)量，顯著減少了測(cè)繪的誤差。其中，無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量技術(shù)屬于一種靈活、簡(jiǎn)便操作、反應(yīng)快以及成效高的高新技術(shù)，其對(duì)地形圖測(cè)繪工作有著十分重要的幫助，通過(guò)使用這一項(xiàng)技術(shù)還能夠促使普通測(cè)量技術(shù)應(yīng)用過(guò)程之中的缺陷以及不足得到彌補(bǔ)。但是在工程地形圖實(shí)際測(cè)繪工作開(kāi)展的過(guò)程之中仍舊會(huì)產(chǎn)生諸多的問(wèn)題以及缺陷，值得工作人員引起重視，同時(shí)采取必要的措施加以應(yīng)用。本文主要是關(guān)于無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量技術(shù)在地形圖測(cè)繪之中的具體應(yīng)用研究，分析了無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量技術(shù)特點(diǎn)以及應(yīng)用情況，以供相關(guān)專(zhuān)業(yè)人員進(jìn)行參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量;工程地形圖測(cè)繪;應(yīng)用

隨著我國(guó)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的日益發(fā)展，大量的高科技產(chǎn)品已經(jīng)進(jìn)入到了人們的日常生產(chǎn)以及生活過(guò)程之中。通過(guò)采取這些高科技產(chǎn)品能夠不斷地提高人們的勞動(dòng)生產(chǎn)率，提升生活品質(zhì)，讓人們的日常生活更加便利。最近幾年，無(wú)人機(jī)日益發(fā)展以及成熟，同時(shí)在社會(huì)上得到全面的推廣和應(yīng)用。地圖測(cè)繪行業(yè)發(fā)展的過(guò)程之中無(wú)人機(jī)的使用更為普遍，同時(shí)，更加受到推崇。之所以備受推崇，主要是因?yàn)闊o(wú)人機(jī)具備了諸多的優(yōu)勢(shì)，通過(guò)利用無(wú)人機(jī)不僅能夠查看地形，快速地傳回地形信息。而且，無(wú)人機(jī)航空測(cè)量技術(shù)的精準(zhǔn)度很高，這就讓地圖測(cè)繪工作質(zhì)量得到顯著的提升，讓地形圖變得更加精確。

一、無(wú)人機(jī)航拍測(cè)量技術(shù)應(yīng)用注意事項(xiàng)

無(wú)人機(jī)航拍測(cè)量技術(shù)是一種新型技術(shù)，在測(cè)繪領(lǐng)域能夠發(fā)揮重大的作用，其中，通過(guò)將無(wú)人機(jī)航拍引入到工程測(cè)量工作中是一種重要趨勢(shì)。將其作為一種新型的測(cè)量手段能夠推動(dòng)工程測(cè)量領(lǐng)域的快速發(fā)展，這是技術(shù)發(fā)展的一種必然趨勢(shì)，同時(shí)，也能符合我國(guó)對(duì)于建設(shè)數(shù)字城市的需求[1]。由于航空拍攝技術(shù)所具備的速度快且精度高的特點(diǎn)，其在工程測(cè)量等其他相關(guān)領(lǐng)域中的應(yīng)用也越來(lái)越深入和廣泛。有調(diào)查表明，無(wú)人機(jī)航拍技術(shù)在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)注意以下幾點(diǎn)：第一，無(wú)人機(jī)類(lèi)型的篩選，應(yīng)當(dāng)根據(jù)工程測(cè)量的實(shí)際情況與要求來(lái)選擇最適合的無(wú)人機(jī)類(lèi)型，然后，確定模型，之后再進(jìn)行相關(guān)信息的收集，最后，對(duì)無(wú)人機(jī)進(jìn)行必要的優(yōu)化和調(diào)試，從而確保后續(xù)測(cè)量工作的順利開(kāi)展。第二，航拍路線設(shè)計(jì)，有關(guān)工作人員應(yīng)當(dāng)結(jié)合實(shí)際情況，設(shè)計(jì)最優(yōu)路線，盡可能減少因外部因素而對(duì)測(cè)繪數(shù)據(jù)造成不良影響。第三，低空拍攝，在使用無(wú)人機(jī)進(jìn)行測(cè)量時(shí)，應(yīng)當(dāng)結(jié)合控制點(diǎn)的實(shí)際分布情況，有效獲取照片以及信息數(shù)據(jù)，并能對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行全面的處理，從而確保測(cè)量數(shù)據(jù)具備較高的精準(zhǔn)度[2]。

二、無(wú)人機(jī)航拍測(cè)量技術(shù)的主要特征

對(duì)于無(wú)人機(jī)航拍測(cè)量技術(shù)而言，其具備了諸多的優(yōu)勢(shì)，不但機(jī)動(dòng)靈活易操作、而且影像清晰精度高。另外，這一技術(shù)具有顯著的經(jīng)濟(jì)性以及時(shí)效性。

1.機(jī)動(dòng)靈活易操作

在使用無(wú)人機(jī)進(jìn)行航拍測(cè)量時(shí)，主要是通過(guò)無(wú)人機(jī)的低空飛行來(lái)實(shí)現(xiàn)測(cè)量數(shù)據(jù)的收集。所以，在實(shí)際的航拍測(cè)量過(guò)程中，由于無(wú)人機(jī)在起降條件等方面不存在嚴(yán)格的限制，因而其空域申請(qǐng)就比較方便，且其飛行計(jì)劃通常不會(huì)被天氣等因素所影響，在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程之中也具備較高的靈活性[3]。另外，在使用無(wú)人機(jī)進(jìn)行航拍測(cè)量時(shí)，不需要太多的升空準(zhǔn)備工作，這就比較容易操作。在城市飛速發(fā)展的背景下，將機(jī)動(dòng)靈活且易操作的無(wú)人機(jī)航拍技術(shù)應(yīng)用到測(cè)量工作中，不但能夠充分發(fā)揮其所具備的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，而且能夠很好的符合城市地形測(cè)繪工作的需求。

2.影像清晰精度高

由于無(wú)人機(jī)航空拍攝測(cè)量時(shí)，主要是通過(guò)低空飛行獲取測(cè)量信息的，因而，相比傳統(tǒng)技術(shù)而言，其分辨率以及精準(zhǔn)度更高，其所獲取的大量影像資料也更為清晰和可靠[4]。比如，傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)應(yīng)用的過(guò)程中，通常是通過(guò)衛(wèi)星光學(xué)遙感器以及普通型無(wú)人機(jī)航拍方式來(lái)實(shí)現(xiàn)的，所以，實(shí)際上，在獲取影像的過(guò)程中，可能會(huì)受到云層以及高層建筑物等的影響，導(dǎo)致影像資料的清晰度以及完整性等會(huì)受到干擾，也對(duì)于測(cè)繪結(jié)果的精準(zhǔn)性造成了嚴(yán)重的不良影響。隨著我國(guó)無(wú)人機(jī)航拍技術(shù)的應(yīng)用，通過(guò)無(wú)人機(jī)低空飛行可以實(shí)現(xiàn)多角度測(cè)量，同時(shí)，也能避免建筑物遮擋以及高空云層所帶來(lái)的影響，既能獲取完整準(zhǔn)確的策略數(shù)據(jù)，也能確保測(cè)量精度不受影響。通常情況下，當(dāng)無(wú)人機(jī)在250米到1000米范圍內(nèi)飛行時(shí)，其影像分辨率最佳，同時(shí)還能夠有效滿足城市地形測(cè)繪工作的需求[5]。

3.經(jīng)濟(jì)且時(shí)效性高

在對(duì)城市地形進(jìn)行測(cè)繪時(shí)，如果城市面積較小，那么使用大飛機(jī)來(lái)對(duì)其進(jìn)行航拍測(cè)量，則會(huì)導(dǎo)致成本過(guò)高，同時(shí)，大型飛機(jī)自身測(cè)繪效率也比較低。但是，如果應(yīng)用全野外的數(shù)據(jù)采集方式，則會(huì)大大增加外業(yè)測(cè)繪的工作量，進(jìn)而導(dǎo)致人力物力成本的增加。通過(guò)將無(wú)人機(jī)航拍技術(shù)應(yīng)用到測(cè)繪工作中，利用其自身所具備的高靈活性以及實(shí)用性的特點(diǎn)，既能有效保障城市地形測(cè)繪的成效，同時(shí)，也具備較高的經(jīng)濟(jì)性以及很強(qiáng)的時(shí)效性。

三、無(wú)人機(jī)航拍測(cè)量技術(shù)在地形測(cè)繪中的主要應(yīng)用

在進(jìn)行地形測(cè)繪工作的過(guò)程之中，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)無(wú)人機(jī)航拍測(cè)量技術(shù)的廣泛使用，為了讓這一技術(shù)應(yīng)用達(dá)到理想效果，需要科學(xué)合理布設(shè)像控點(diǎn)、加強(qiáng)空間三角測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用、數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用。除此之外，還應(yīng)當(dāng)與外業(yè)補(bǔ)測(cè)技術(shù)結(jié)合起來(lái)。

1.科學(xué)合理布設(shè)像控點(diǎn)

當(dāng)利用無(wú)人機(jī)航拍技術(shù)開(kāi)展地形測(cè)量工作時(shí)，首先，需要進(jìn)行的就是像控點(diǎn)布置工作。在實(shí)際的使用流程中，關(guān)于像控點(diǎn)布置的工作還是比較繁瑣和復(fù)雜的，主要涉及到了區(qū)域網(wǎng)格布局以及像控點(diǎn)測(cè)量的工作。其中，區(qū)域網(wǎng)布設(shè)主要是運(yùn)用平高點(diǎn)技術(shù)來(lái)進(jìn)行的，同時(shí)，還必須設(shè)有四條基線。在相對(duì)偏僻的區(qū)域進(jìn)行測(cè)量工作時(shí)，也至少還必須設(shè)有六條基線，同時(shí)，還必須布設(shè)不少于兩條的旁向大跨度基線，從而確保整個(gè)測(cè)繪工作具備較高的精準(zhǔn)度。此外，在對(duì)不規(guī)則區(qū)域進(jìn)行測(cè)繪時(shí)，應(yīng)當(dāng)在區(qū)域網(wǎng)布設(shè)的同時(shí)，在區(qū)域內(nèi)的所有拐角處增加平高點(diǎn)的布設(shè)。在開(kāi)展像控點(diǎn)測(cè)量工作時(shí)，需要結(jié)合GPS定位技術(shù)以及RTK技術(shù)等來(lái)推動(dòng)整項(xiàng)工作的順利開(kāi)展。在此過(guò)程中，測(cè)繪人應(yīng)當(dāng)靈活運(yùn)用各種設(shè)備以及工具，要通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)同GPS-RTK系統(tǒng)的良好聯(lián)動(dòng)，從而有效提升像控點(diǎn)測(cè)量的精準(zhǔn)度以及全面性[6]。

2.空間三角測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用

就我國(guó)目前的情況來(lái)看，在將無(wú)人機(jī)航拍技術(shù)應(yīng)用到地形測(cè)繪工作的過(guò)程中，就必須運(yùn)用空中三角測(cè)量的技術(shù)手段，來(lái)提高測(cè)量成果的準(zhǔn)確性。具體來(lái)說(shuō)，就是借助于空間三角模型，把該技術(shù)和相關(guān)理論融合起來(lái)，并進(jìn)行了加密點(diǎn)的合理布局，從而促進(jìn)了后續(xù)測(cè)量工作的順利開(kāi)展。在布置加密點(diǎn)時(shí)，一般將其設(shè)定在測(cè)量范圍內(nèi)某些情況比較突出的區(qū)域，同時(shí)還需要對(duì)各加密點(diǎn)間的距離作出標(biāo)注。在開(kāi)展空間三角測(cè)量工作的過(guò)程中，相關(guān)工作人員應(yīng)當(dāng)做好對(duì)航測(cè)像素精度的控制工作，結(jié)合實(shí)際情況，靈活調(diào)整其對(duì)精度的控制水平[7]。

3.數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用

在對(duì)地形進(jìn)行測(cè)量之后，測(cè)繪人員通過(guò)相關(guān)的軟件來(lái)對(duì)各類(lèi)地形信息數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。在實(shí)際工作過(guò)程中，通常借助CAD等軟件來(lái)開(kāi)展數(shù)字化建模工作，實(shí)現(xiàn)對(duì)地形信息的轉(zhuǎn)化，從而為后續(xù)的其他各項(xiàng)工作提供參考依據(jù)。當(dāng)?shù)匦螠y(cè)量的相關(guān)數(shù)據(jù)導(dǎo)入相關(guān)的系統(tǒng)之后，可以通過(guò)自動(dòng)配置獲取目標(biāo)數(shù)據(jù)，同時(shí)利用數(shù)據(jù)濾波來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)地形圖像的優(yōu)化[8]。

4.與外業(yè)補(bǔ)測(cè)技術(shù)的結(jié)合

雖然無(wú)人機(jī)航拍技術(shù)的整體效率比較高，但是，在測(cè)繪復(fù)雜地形時(shí)，也無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)該區(qū)域的全面化和精細(xì)化信息采集，因此，在這種情況下，就需要與外業(yè)補(bǔ)測(cè)技術(shù)結(jié)合，豐富測(cè)量信息，提升測(cè)繪信息的全面性以及準(zhǔn)確性。在補(bǔ)測(cè)工作過(guò)程中，測(cè)繪人員應(yīng)當(dāng)對(duì)無(wú)人機(jī)的測(cè)繪內(nèi)容進(jìn)行校驗(yàn)，通常采用的方式是，測(cè)繪人員選取較小的測(cè)量區(qū)域來(lái)對(duì)航拍數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性進(jìn)行校驗(yàn)，對(duì)于這些信息中可能存在的誤差要予以重新測(cè)繪。在對(duì)待測(cè)繪地區(qū)進(jìn)行補(bǔ)測(cè)時(shí)，測(cè)繪人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)真甄別該區(qū)域的實(shí)際地形，找出其中存在的測(cè)量難度高且隱蔽性較強(qiáng)的區(qū)域，然后開(kāi)展人工外業(yè)補(bǔ)測(cè)活動(dòng)。通過(guò)無(wú)人機(jī)航拍技術(shù)與外業(yè)補(bǔ)測(cè)的結(jié)合，能夠有效提升測(cè)繪工作的成效，使其具備較高的精準(zhǔn)度。

四、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，地形圖測(cè)繪的過(guò)程之中，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)無(wú)人機(jī)航空攝影技術(shù)的廣泛應(yīng)用，通過(guò)利用無(wú)人機(jī)航拍測(cè)量技術(shù)，不僅促使地形圖測(cè)繪精確度提高，還大幅度縮減成本。另外，無(wú)人機(jī)航空攝影技術(shù)相比以往的技術(shù)也更加安全以及更加便利，能夠促進(jìn)測(cè)繪事業(yè)的快速發(fā)展。

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作者簡(jiǎn)介：張劉（1983—）男，漢族，本科，工程師，主要從事工程測(cè)繪工作。