低空無人機(jī)航空影響土地整治項目正射影像圖制作研究

■吳杰

（中國電建集團(tuán)昆明勘測設(shè)計研究院有限公司 云南 昆明650041）

低空無人機(jī)航空影響土地整治項目正射影像圖制作研究

■吳杰

（中國電建集團(tuán)昆明勘測設(shè)計研究院有限公司 云南 昆明650041）

低空無人機(jī)航空攝影測量技術(shù)是現(xiàn)代新興的應(yīng)用型測繪技術(shù)。該技術(shù)的成功運(yùn)用使得我國土地整治項目得到很好的發(fā)展。為了加大對該技術(shù)的認(rèn)識與應(yīng)用力度，我們對低空無人機(jī)航空技術(shù)在土地整治項目正射影像圖制作方面的影響進(jìn)行探討和研究。

正射影像圖制作技術(shù)土地整治項目影像圖制作實(shí)踐研究

土地整治項目是國家進(jìn)一步加強(qiáng)和推動社會主義新農(nóng)村建設(shè)和統(tǒng)籌城鄉(xiāng)區(qū)域發(fā)展的關(guān)鍵性措施，良好的土地整改項目及措施能夠為國家實(shí)現(xiàn)土地資源的合理配置以及改善農(nóng)村生態(tài)環(huán)境等都有著非常重大的意義。

1 土地整治項目的相關(guān)內(nèi)容概述

土地整改項目的條件是基于整改區(qū)域的自然經(jīng)濟(jì)和社會條件綜合考慮的因素。土地整改的設(shè)計是根據(jù)當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)的基本條件以及整改區(qū)域的居民生產(chǎn)水平、居民生活所需進(jìn)行整改的過程，與此同時，這也是為土地整治項目的建設(shè)提供有技術(shù)依據(jù)的設(shè)計文件和圖紙的過程。在實(shí)際土地整改項目中，其實(shí)施規(guī)模大，牽涉面非常廣，因而重點(diǎn)需要強(qiáng)調(diào)其科學(xué)性和實(shí)效性。，目前，據(jù)相關(guān)調(diào)查研究表明，我國的土地整改項目中仍然存在眾多的不足和需要改進(jìn)的技術(shù)。尤其是在測試地形圖的時候，由于前期測繪的精度較低等因素導(dǎo)致一定區(qū)域的道路和溝渠等設(shè)施與實(shí)際的地貌情況不符合，從而最終影響土地規(guī)劃的順利開展。

2 低空無人機(jī)航空攝影技術(shù)的系統(tǒng)概述

2.1 低空無人機(jī)航空攝影系統(tǒng)的組成

低空無人機(jī)航空攝影測量系統(tǒng)是一個以無人機(jī)為飛行平臺，搭載高檔相機(jī)，基于地面控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)拍攝以及信息數(shù)據(jù)高效處理的攝影技術(shù)。該系統(tǒng)一般由四個重要的組成部門，現(xiàn)簡要概括如下：

首先，是飛行控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)是無人機(jī)遙感技術(shù)的核心，其工作原理是通過導(dǎo)航定位，準(zhǔn)確接受地面的指令，從而進(jìn)行無人機(jī)的全面控制，保證其按照軌道準(zhǔn)確飛行；其次，是地面控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)旨在為無人機(jī)做好飛行服務(wù)，對無人機(jī)的飛行狀態(tài)及相關(guān)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，并可以根據(jù)需要對無人機(jī)的飛行情況進(jìn)行調(diào)整和監(jiān)控。再者，是航拍系統(tǒng)。該系統(tǒng)是根據(jù)實(shí)際情況的需要，選用不同精度的相機(jī)對所需場景進(jìn)行拍攝的系統(tǒng)。最后，是數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過計算機(jī)技術(shù)及相關(guān)軟件的處理方式對無人機(jī)傳送回來的圖像信息進(jìn)行整合和下一步的制作。

2.2 低空無人機(jī)航空攝影技術(shù)的系統(tǒng)特點(diǎn)

研究表明，低空無人機(jī)航空攝影技術(shù)是融合了拍攝、遙控及航空攝影等眾多技術(shù)為一體的新興技術(shù)，且在我國中國領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用，效果良好，在防災(zāi)減災(zāi)方面發(fā)揮著非常重要的作用，其主要有操作簡便、成本較低和功能多樣等方面的顯著特點(diǎn)。便利性是指該技術(shù)在實(shí)際測量過程中對場地的要求較低，容易在多種場合進(jìn)行操作，這是由其體積小的特點(diǎn)所決定的；成本較低體現(xiàn)在該技術(shù)使用無人機(jī)在空中進(jìn)行探測，避免了大量的人力物力通過翻山越嶺的方式進(jìn)行測量，且系統(tǒng)維護(hù)不需要太多的財力；功能多樣指的是低空無人機(jī)為多種測量設(shè)備和測量技術(shù)提供了良好的平臺，能夠?qū)崿F(xiàn)土地利用的動態(tài)監(jiān)測，且不容易受到復(fù)雜天氣環(huán)境對實(shí)際測量造成的影響。

3 低空無人機(jī)航空影響土地整治項目正射影像圖制作的具體流程及方法

（1）在低空無人機(jī)航空影響土地整治項目正射影像之前我們首先要得到土地整治項目的航空影像數(shù)據(jù)。并根據(jù)實(shí)際測量需要設(shè)定好無人機(jī)的飛行航線，并做好說明和解釋工作。除此之外，我們還要準(zhǔn)備好測區(qū)范圍圖件及相關(guān)圖件資料，測區(qū)所在地的1:10000地形圖資料以及相應(yīng)的計算機(jī)信息處理軟件，如Photoshop、AutoCAD等。

（2）低空無人機(jī)航空影響土地整治項目正射影像的具體操作流程。我們根據(jù)無人機(jī)的實(shí)際特點(diǎn)及優(yōu)勢，按照以下流程進(jìn)行操作。即：獲取航空攝影資料-收集分析資料并進(jìn)行技術(shù)設(shè)計-監(jiān)理工程-輸入相機(jī)參數(shù)-相對定向-計算誤差并篩查-加入外業(yè)的控制點(diǎn)-絕對定向-制作圖像-糾正生成的影像圖-拼接調(diào)色-得到最終影響。

（3）利用計算機(jī)軟件制作無人機(jī)攝影圖像。該部分是無人及航空攝影的最終環(huán)節(jié)和關(guān)鍵環(huán)節(jié)。需要經(jīng)過數(shù)據(jù)準(zhǔn)備、控三加密、模型提取、生成正射影像、檢查驗收等諸多環(huán)節(jié)，下面我們就這五個主要環(huán)節(jié)進(jìn)行探討分析：

①數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備和基本處理工作

本環(huán)節(jié)包括影像預(yù)處理、建立航攝區(qū)域參數(shù)文件、設(shè)置相機(jī)檢校參數(shù)、控制點(diǎn)數(shù)據(jù)文件、添加影像數(shù)據(jù)等諸多基本環(huán)節(jié)。影像預(yù)處理指的是利用計算機(jī)軟件對影像驚醒適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，調(diào)整圖像的視覺效果以求如何人的觀察需要；建立航攝區(qū)域參數(shù)文件指的是以土地整治項目區(qū)為單元建立測區(qū)，設(shè)置工程目錄和名稱、輸入正確的攝影比例尺、相機(jī)檢校參數(shù)文件名、控制點(diǎn)數(shù)據(jù)文件名、內(nèi)定向和相對定向及絕對定向限差要求等；設(shè)置相機(jī)檢校參數(shù)指的是根據(jù)相機(jī)文件設(shè)置相機(jī)主點(diǎn)坐標(biāo)、焦距、像素大小、影像列數(shù)和行數(shù)等信息；控制點(diǎn)數(shù)據(jù)文件指的是進(jìn)行地面控制點(diǎn)信息導(dǎo)入或錄入，用于空三加密和絕對定向；添加影像數(shù)據(jù)指的就是按航帶添加影像數(shù)據(jù)，并輸入正確的航向重疊度。

②空三加密

在土地整改項目的空三加密過程中，我們根據(jù)上述吹步驟對影像資料進(jìn)行再處理。處理的基本環(huán)節(jié)包括：影像自動內(nèi)定向、確定航帶間初始偏移量、自動相對定向及模型連接、自動相對定向結(jié)果編輯、自動連接點(diǎn)選擇及量測、連接點(diǎn)編輯及量測、區(qū)域網(wǎng)平差計算等眾多環(huán)節(jié)，在所有環(huán)節(jié)的操作過程中，我們還要著重注意相關(guān)精度要符合國家標(biāo)準(zhǔn)。

③模型提取

該過程主要是針對上述操作完成的影像資料，利用定向軟件自動生成模型近似影像的過程。通常情況下，我們會事先設(shè)置好輸出數(shù)字高程模型的參數(shù)，通過系統(tǒng)的自動匹配生成DEM資料。

④正射影像的形成

工作人員利用計算機(jī)技術(shù)和軟件對上述DEM資料進(jìn)行圖像的拼接和裁剪，并對其進(jìn)行影像勻光處理，在完成這些步驟后，在生成的項目區(qū)影像資料上面標(biāo)注上名稱、行政單位、輔助說明等附加信息。

⑤檢查驗收工作

檢查驗收工作的主要范圍包括正射影像圖數(shù)學(xué)基礎(chǔ)是否正確；影像圖是否清晰、無變形、無明顯裂縫和拉花以及圖面整飾是否正確齊全等項目，這是整個影像制作的最終環(huán)節(jié)，也是檢驗整個制作流程的重要項目和關(guān)鍵性步驟，其檢驗結(jié)果直接關(guān)系著低空無人機(jī)航空影響土地整治項目正射影像制作的成敗。

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F407.1[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-12-129-1