無人機測繪數(shù)據(jù)處理關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用的相關(guān)分析

王璟

（江蘇省水文地質(zhì)工程地質(zhì)勘察院，江蘇淮安223002）

1 引言

在現(xiàn)代化社會的發(fā)展中，很多先進的數(shù)字化測繪技術(shù)得到了推廣和應(yīng)用。無人機測繪技術(shù)利用遙感系統(tǒng)測繪復(fù)雜區(qū)域，在數(shù)據(jù)采集和處理過程中存在很大優(yōu)勢，為后續(xù)工作人員的數(shù)據(jù)整理和分析工作提供了很大便利?；诖?，本文介紹了無人機測繪數(shù)據(jù)處理關(guān)鍵技術(shù)，并對無人機測繪數(shù)據(jù)處理技術(shù)的應(yīng)用進行了研究。

2 無人機測繪數(shù)據(jù)處理關(guān)鍵技術(shù)

2.1 數(shù)字正射影像技術(shù)

數(shù)字正射影像是利用數(shù)字高程模型對數(shù)字化的航空像片、遙感影像進行掃描、處理，經(jīng)逐個象元進行投影差改正，再按影像鑲嵌，根據(jù)圖幅范圍剪裁生成的影像數(shù)據(jù)。在無人機測繪過程中，應(yīng)用專業(yè)的地理信息遙感軟件對原始遙感影像經(jīng)過輻射校正、幾何校正后，消除各種畸變和位移誤差，獲取包含地理信息和各種專題的衛(wèi)星遙感數(shù)字正射影像地圖，這項技術(shù)的影像信息齊全、飽滿，整體色調(diào)清晰均勻，反差適中。

2.2 空中三角測量

在無人機測繪數(shù)據(jù)處理過程中，空中三角測量在很大程度上影響著測繪結(jié)果的精度?？罩腥菧y量的主要內(nèi)容是像點匹配、平差計算、電測控制。其中，像點匹配需要由計算機完成，技術(shù)人員需要在計算機中合理地設(shè)計參數(shù)，將無人機測繪獲取的像點導(dǎo)入計算機中，以完成像點匹配工作[1]。在無人機飛行過程中，能夠調(diào)整自身的飛行姿勢，這樣其拍攝角度也會出現(xiàn)很大變化，導(dǎo)致測繪數(shù)據(jù)誤差問題。因此，在測繪數(shù)據(jù)處理過程中，可以引用迭代算法和像點匹配算法，實現(xiàn)控制目標物體平面位置誤差和高層誤差的預(yù)期目標。

3 無人機測繪數(shù)據(jù)處理關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用

3.1 在環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用

無人機測繪數(shù)據(jù)處理關(guān)鍵技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用，能夠快速獲取航測影像，提高了影像的精度，有助于全面掌握環(huán)境污染情況和排污污染情況。另外，在環(huán)境監(jiān)測方面，無人機測繪數(shù)據(jù)處理關(guān)鍵技術(shù)還可以在海洋監(jiān)測、濕地監(jiān)測、固體污染物監(jiān)測等領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。

3.2 在災(zāi)情救援中的應(yīng)用

目前，我國自然災(zāi)害越來越頻繁，尤其是地震災(zāi)害，無人機測繪數(shù)據(jù)處理技術(shù)在災(zāi)情救援工作中發(fā)揮著重要作用，無人機測繪技術(shù)的靈活性和機動性賀強，能夠迅速、準確地獲取災(zāi)區(qū)地段影像，為災(zāi)情救援工作提供了便利，為災(zāi)區(qū)人民群眾的生命財產(chǎn)安全提供保障。

3.3 礦山測繪

首先，無人機航路設(shè)計采用航空攝影獲取礦山地形、地形、總面積、周邊交通等數(shù)據(jù)和信息。要想滿足礦山測繪的需要，測繪人員需要確定無人機的飛行高度、分辨率等飛行參數(shù)。其次，測繪人員需要做好地面控制工作，提前確定測繪點，方便無人機采取高精度數(shù)碼相機進行數(shù)據(jù)采集。另外，在初次射飛行成以后，測繪人員需要及時查看無人機反饋的飛行信息，如果測圖數(shù)據(jù)不滿足使用要求，測繪人員需要調(diào)整無人機的拍攝角度、飛行高度，并重新拍攝獲得更多的測繪數(shù)據(jù)。最后，測繪人員要對無人機采集的測繪數(shù)據(jù)進行分析和整合，以獲取完善的礦山地形特征、交通狀況、植被覆蓋等信息，為后期的礦山開采工作提供指導(dǎo)。

4 無人機測繪數(shù)據(jù)處理關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用實例

4.1 工程概況

某地形圖測量位于盱眙縣仇集鎮(zhèn)棋盤山礦區(qū)范圍內(nèi)，共6 個采礦區(qū)，南北長度是3.3km，東西長度是2km，測區(qū)屬于丘陵地區(qū)，平均海拔是100m，最大高差是100m，植被主要是灌木林、草地，以及水稻、果園等經(jīng)濟作物。

4.2 應(yīng)用實踐

相關(guān)部門在接收委托方委托后，立即組織人員、設(shè)備收集前期測量資料，為完成外業(yè)測量工作提供支持，以滿足委托方的工期要求，還需要按照委托方要求提交地形圖和DOM 數(shù)據(jù)成果，主要工作是：（1）1頤2000 地形圖測量、4.26km2；（2）29 個測設(shè)相控點；（3）測區(qū)DOM 數(shù)據(jù)。并且可以將業(yè)主提供的礦區(qū)測量范圍線作為地形測繪的工作依據(jù)。

4.2.1 飛行平臺與航攝儀選擇

航飛任務(wù)的飛行平臺是上海寰鷹旋翼無人機航測系統(tǒng)，各項參數(shù)已達到檢驗標準，滿足航空攝影測量要求。中海達icamQ5型五鏡頭相機，23.5mm伊15.4mm 全畫幅，像素2000 萬，像元4.25滋m，鏡頭正攝16mm，側(cè)視20mm 定焦，文件格式JPEG。

4.2.2 航攝參數(shù)

根據(jù)相關(guān)要求，航向重疊度一般為85%～75%，旁向重疊度是60%，根據(jù)攝區(qū)地形條件和氣象條件，地面分辨率是10cm，根據(jù)地面分辨率選擇相對飛行高度200m，各項分辨率設(shè)計都滿足精度要求。

4.2.3 像控測量

測量29 個像片控制點，隨機抽取5 個進行實地測量，平面中誤差是0.110m，高程中誤差是0.117m[2]。

4.2.4 航空內(nèi)業(yè)

在空三加密立體量測控制點的過程中，需要綜合判定點位，針對個別錯點、疑點校核左右像對、上下航線同名目標，確保點位的準確性，相對定向環(huán)節(jié)連接點的上下視差中誤差需要控制在0.02mm 范圍內(nèi)。并且利用光束法區(qū)域網(wǎng)平差程序的粗差檢測功能，計算并修改系統(tǒng)誤差，并針對公共定向點和檢查點做好中誤差統(tǒng)計。除此之外，在完成測區(qū)空三加密工作后，需要完成內(nèi)業(yè)檢查工作，測區(qū)空三加密過程、結(jié)果相對定向精度滿足設(shè)計要求。

4.2.5 外業(yè)調(diào)繪及補測

在外業(yè)調(diào)繪過程中，需要利用內(nèi)業(yè)采集的線劃圖打印紙質(zhì)圖，安排作業(yè)員實地定性補調(diào)，調(diào)繪內(nèi)容統(tǒng)一按照線寬小于0.3mm 的藍色、補調(diào)用紅色簽字筆清繪在圖紙中，并用藍色簽字筆標注房檐改正數(shù)，一般寫在建筑物改正邊長內(nèi)部。一般外業(yè)量取的各類定位數(shù)據(jù)長度單位按m 注記，一般取至0.01m。另外，在補測時，測繪人員需要先繪出地物形狀、丈量相關(guān)邊長，標出定位點，利用全站儀等方法測量定位點后再交由調(diào)繪人員確認，確保不丟漏新增地物。

4.2.6 地形圖編輯

地形圖編輯需要注意以下事項：（1）內(nèi)業(yè)保留外業(yè)確認的地物，不存在變化的地貌要素，針對航內(nèi)判讀不清晰、不準確的數(shù)據(jù)，需要根據(jù)外業(yè)數(shù)據(jù)進行修改；（2）所有圖幅進行接邊處理，圖幅間的接邊保證線狀要素必須合理、完整，不出現(xiàn)無縫地連接，在各項圖幅編輯完成后，提交數(shù)據(jù)前需要安排專人做好街區(qū)和街區(qū)的總接邊；（3）提交的圖形和數(shù)據(jù)需要清理多余的層、塊和線型等垃圾數(shù)據(jù)；（4）提交的所有數(shù)據(jù)必須進行100%內(nèi)業(yè)檢查；（5）所有成圖數(shù)據(jù)均回放了紙圖，進行了圖面檢查；（6）提交圖形數(shù)據(jù)的屬性數(shù)據(jù)部分均進行了對照核實。

4.2.7 上交成果資料清單

上交成果資料主要是1頤2000 地形圖電子拷貝1 份，測區(qū)數(shù)字正射影像圖電子拷貝1 份。

5 結(jié)語

綜上所述，在新時期的快速發(fā)展中，很多先進技術(shù)已融入測繪行業(yè)的發(fā)展中，無人機測繪技術(shù)在測繪行業(yè)中發(fā)揮著重要作用，尤其在數(shù)據(jù)處理中的優(yōu)勢比較明顯，能夠有效地采集特殊區(qū)域的數(shù)據(jù)和信息，在很大程度上提升了測繪工作的整體效率。