無人機航測的DEM數(shù)據(jù)生產(chǎn)及編輯分析*

謝燕祥

福建省上杭職業(yè)中專學校 福建 龍巖 364200

引言

在技術(shù)的推動下，物探采集技術(shù)進一步發(fā)展，方便了工程的探測工作。當前，基于無人機航拍技術(shù)的發(fā)展，可以更加清楚的還原地形地貌，結(jié)合DEM數(shù)字化生產(chǎn)流程，可以更好地反映區(qū)域的實際情況，這可以為施工提供有力的參考，提升施工的安全性和精準性。因此，研究無人機航測的DEM數(shù)據(jù)生產(chǎn)及編輯具有非常重要的現(xiàn)實意義。

1 DEM概述

DEM指的是數(shù)字高程模型，在一定范圍內(nèi)可以形成網(wǎng)格點的平面坐標與高程數(shù)據(jù)，從而可以更好地反映地域的地形和地貌特征。整個數(shù)據(jù)的采集通常利用的是等高線和立體模型完成采集。另一方面，常見的還有數(shù)字模型，包括地表建筑和樹木的高度等參數(shù)，結(jié)合DEM可以更好地還原地形地貌的特征。在應用這種技術(shù)的過程中，首先需要保證設備的靈敏度，能夠快速地對數(shù)據(jù)進行收集整理，另一方面使用無人機航拍應該保證平穩(wěn)控制，從而將無人航拍DEM技術(shù)結(jié)合，提升數(shù)據(jù)的有效性[1]。

2 無人機航測常用的DEM數(shù)據(jù)

當前，在DEM數(shù)據(jù)采集過程中，SRTM衛(wèi)星干涉雷達數(shù)據(jù)是常見的一種方式，具體包括SRTM1與SRTM3，這種數(shù)據(jù)可以借助網(wǎng)絡獲得，但在具體的應用過程中也存在一定的問題，具體表現(xiàn)在以下兩個方面：第一，在垂直方向會存在一定的誤差，包括部分不平坦的水域情況；第二，存在數(shù)據(jù)的空洞和縫隙情況，對于地質(zhì)復雜的區(qū)域，難以反映區(qū)域的全貌。在收集數(shù)據(jù)完成后，需要對比SRTM的數(shù)據(jù)精度從而保證其可靠性。而機載LIDAR技術(shù)也是常用的一種測繪技術(shù)。主要是借助激光測距技術(shù)或者全球定位系統(tǒng)形成的一種新型測繪技術(shù)，獲取的運輸局內(nèi)容豐富，包括地表以及地面建筑物的三維數(shù)據(jù)。

通過實驗可以發(fā)現(xiàn)，使用機載LIDAR技術(shù)來獲取DEM數(shù)據(jù)的精度比較高，但精度提升的過程中，測繪的成本也在提升。為了綜合各方面的因素，既要保證數(shù)據(jù)的準確性也要控制好成本，當前通過航測的方式對DEM數(shù)據(jù)進行獲取，可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的隨時測量，擺脫時間的限制[2]。

3 無人機航測的DEM數(shù)字化生產(chǎn)流程

在使用無人機進行DEM數(shù)據(jù)生產(chǎn)的過程中，需要以數(shù)字影像技術(shù)為重要基礎，由于無人機在應用過程中，航行的軌跡存在差異，也會存在一定的視覺差異，因此需要使用計算機對相鄰的影像進行匹配，從而對視差進行全面的測量，具體可以使用空中三角形進行，從而計算相應位置的坐標。通過解算得到的物體的空間坐標，形成DEM，最終將視覺差異轉(zhuǎn)化成地面高程。

對于非測量的相機，在使用前應該及時對相機的畸變影響進行篩選過濾，并對參數(shù)進行核對，這主要是利用全自動的一種方式，對框標的中心定位進行識別，整個過程需要使用準確度較高的掃描坐標。借助當前的技術(shù)可以保證匹配的速度讀。具體航測過程中，技術(shù)人員要提前設定好數(shù)據(jù)，根據(jù)提前設定好的規(guī)則對數(shù)據(jù)進行解讀，保證最終結(jié)果分析的準確性，奠定后期設計、統(tǒng)計等相關(guān)工作順利進行的基礎[3]。

4 編輯方法

DEM編輯是一項非常重要工作，對后續(xù)的工程推進可以起到重要的參考作用。通常情況下，DEM編輯常用的方式包括以下幾種：第一，使用三角網(wǎng)內(nèi)插的方式進行處理；第二，使用更具針對性的房屋過濾方式進行處理；第三，使用中值濾波的方式對噪聲明顯的區(qū)域進行針對性處理。

（1）三角網(wǎng)內(nèi)插。在進行編輯的過程中，三角內(nèi)插是常用的一種方式，主要是對區(qū)域邊緣的高程值進行處理，并在內(nèi)差點形成三角形之后進行搜索，之后完成重構(gòu)，得到新的三角形，并得到三角形的矢量結(jié)構(gòu)、存儲點以及拓撲關(guān)系。

使用這種方法可以有效對測繪過程中的樹木、橋梁、房屋以及道路等進行修正，從而改善數(shù)據(jù)的還原效果，提升數(shù)據(jù)的準確性。合理使用三角網(wǎng)內(nèi)插的方式，對于編輯對比，選擇最優(yōu)區(qū)域，更好地開展立體測量都具有重要意義。

（2）房屋過濾。這種過濾方式與三角形內(nèi)插法的過濾方式都是常用的一種編輯手段，整個過程是相似，不同的是，房屋過濾方式更有針對性，通過對寬度和坡度的閾值進行設計，可以更好地識別房屋內(nèi)插出地面的高程值，對于比較分散區(qū)域的房屋和樹木具有重要意義。并且過濾的效率也相對較高。

（3）中值濾波。在編輯的過程中，有時需要使用模板數(shù)據(jù)，將模板按照大小順序排列好，使用含有奇數(shù)的滑動模板，截取中間位置的數(shù)據(jù)信息作為最終數(shù)據(jù)處理的結(jié)果。通過這種方式，在處理之后如果存在暗點噪聲的情況，需要及時對數(shù)據(jù)的位置進行調(diào)整，從而實現(xiàn)控制噪聲的目的。這種方式對于處理孤立噪聲問題非常有效，另一方面，處理過程中需要做好圖像內(nèi)容的保存工作，在進行DEM編輯的過程中，這種處理方式也是常見的一種方式。技術(shù)人員根據(jù)實際情況選擇合適的處理編輯方式，保證最終結(jié)果的有效性[4]。

5 結(jié)束語

綜上所述，使用無人機生產(chǎn)的DEM數(shù)據(jù)從精度方面、質(zhì)量方面，都優(yōu)于物探生產(chǎn)常用的SRTM數(shù)據(jù)，并且生產(chǎn)流程相對簡單，可以隨時對數(shù)據(jù)進行采集，因此這種方式在今后的工程測繪中還會發(fā)揮出更大價值。