無人機航空攝影在新農村建設中的應用

陸 康

河北省制圖院，河北石家莊 050000

隨著科學技術的不斷發展，無人飛行機應用越來越廣泛，利用無人飛行機作為航空測量手段也是當前比較先進的一項技術，在當前新農村建設中，需要利用先進的技術進行測量，能夠更加準確的分析建設中存在的各種問題。完整的無人機遙感系統主要由無人飛行器、傳感器、通訊系統和地面檢測控制等部分組成，這樣的一種先進技術能夠有效實現測量工作，對于新農村的建設提供一定的基礎。無人機系統可以與數碼相機有機結合組成一個航測系統，這種無人駕駛的飛機具有很大的靈活性，能夠進行云下攝影，獲得高分辨率的影像圖，在當前的很多領域中已經被廣泛應用。

1 有關無人機航空攝影的相關內容闡述

無人飛行機在當前的很多領域中已經被廣泛應用，無人機航測系統能夠在地形圖測繪、地質災害調查和土地監測利用等方面被廣泛應用，而且發揮著很大的作用。無人機遙感技術主要由無人飛行器、飛控系統、傳感器、通訊系統和地面測量控制等六個部分組成，無人航測技術相比于原有的航測系統，具有很大的靈活性和經濟性，能夠實現低空攝影，可以獲得高分辨率影像。而且當前的無人測繪系統已經成為國內外研究的重點，從研究的最初階段已經開始應用到各個領域中，其中我國將無人機航攝系統已經作為我國測繪地理信息科技發展中的一項重要規劃。近年來，很多的區域已經具備專門的無人機航攝技術和隊伍，無人機航攝技術在我國新農村建設中將會發揮重要的作用，促進我國經濟的建設。利用無人機進行測繪，獲得的相關數據信息是基本的地理信息資源，在新農村建設中，通過對這些數據信息進行分析，就可以對土地進行規劃設計。能夠有效實現地理信息的收集、識別和更新，對相關的決策進行監督和預測，保證我國新農村建設的順利發展。

2 新農村建設中的無人機應用

在我國新農村建設的過程中，測繪地理信息低新農村建設中的重要內容，要充分發揮測繪地理信息的基礎性和先進性作用。在當前我國新型城鎮化的建設過程中，對于精度高、比例尺大的一些測繪地理信息成果的需求也是越來越大，在當前新的技術下，將無人機與現代遙感技術和測量技術有機結合在一起，使無人機能夠實現一種低空測量，能夠實現高分辨率和操控方便的一種攝影技術。在當前的新農村建設中，遙感技術的應用還是存在一定的局限性，雖然遙感技術具有很高的分辨率，而且新農村的建設的面積不是很大，如果考慮利用傳統的飛機進行航攝，成本較高，因此，無人機航攝系統的應用是十分有利的，無人機航攝系統應用靈活，效率高，使用成本低，可以獲得高分辨率影像，將其作為農村建設中重要的航測技術是十分有效的。無人機在新農村建設中，主要通過無人機影像和數據的處理分析等完成測量工作。

3 相關技術分析

3.1 無人機攝影

在實際的應用過程中，需要首先應用到無人機進行低空攝影，其中飛行的方向就是攝影區延伸的方向，無人機影像會采用一些專用的軟件進行攝像，獲得的影像清晰、層次豐富，能夠識別地面上各種的小的事物。其中內業應用到空三解算軟件進行空三加密，主要利用到全自動自動提取DTM/DSM軟件，是一種立體像，能夠獲得地表模型，能夠自動過濾掉建筑、植被等，形成一種數字化的高程模型，利用空三成果對DSM進行色彩化處理，就可以制作出1∶2000數字正射影像。

3.2 空中三角測量

無人影像機存在的問題相對比較多，其中有影像的數量多、影響的傾斜度大和比例尺等的問題，對于無人機航攝影像，利用傳統的空三系統是不能實現自動測量的。很多的商業系統中都應用到無人測量系統，其中比較有代表性的測量系統是Inpho系統，利用無人機數碼影像資料和相片控制點測量成果進行空三角加密，會得到一個加密成果，包括大地坐標、像點坐標和影響的方位元素等。每個像的連接點都是均勻分布的，每個標準點位區都是有連接點，可以實現自動相對定向。

3.3 基于GPS的相片控制測量

在實際的測量過程中，需要根據任務要求和測量區域的地理環境特征，選擇其中的一些點作為基礎的控制點，在項目測區范圍內，利用單點靜態GPS進行觀測，獲得GPS點三維坐標，結合水準面模型，進行精度連測檢驗和驗證，通過相關的實踐驗證，能夠有效實現地形圖的精度要求。其中相片控制點需要按照區域網進行布設，其中的平高需要按照周邊布點原則進行布設，對于相片控制點的測量全部采用的是RTK方法施測。影像合成之后就可以從中讀取有關的數據信息，所以合成的過程也是十分重要的，無人機影像輻射信息會存在一定的差異，在影像合成過程中，還需要考慮到地形起伏的影像，如果合成效果不佳，就會形成一個“鬼影”，這也是當前需要解決的一項重要問題。例如，一些新農村項目的建設中，測區位置基本處于丘陵地帶，如果利用傳統的拼圖軟件很容易造成影像的錯位，在完成外業像控之后，會得到某個區域的拼接影像，其中的拼接影像可以用在測量工作底圖、災害應急救援等方面，在進行外業作業階段，內業需要將空三點步驟提前完成，也就會提高工作效率。

3.4 地形圖產品的制作

對于攝像完成之后，需要對相關的相片進行制作，一般采用的是“先內后外”的一種生產模式，使用數字攝影測量系統，根據立體模型對區域內的水系、交通設施，將采集到的各種地形要素進行編碼，制作出基本的底圖，根據底圖再進一步加深繪制工作，形成立體式的測圖數據，就可以從中獲取有關的地形情況。例如，利用無人機進行航攝，獲取有關的地形數據信息，然后繪制出1∶1000地形圖，對平面距離和高程進行檢測，設置一個檢測點。在野外檢測中，采用RTK方法獲取有關的信息數據，將檢測點分布在需要檢測的區域內。

對于精度的評定一般是基于立體模型進行。使用數字攝影測量系統，可以基于一種立體像對自動匹配，經過立體編輯后形成數字地表模型DSM，利用DSM對無人機影像進行批量單片的處理。在一般的額制作流程中，會利用DEM和DOM技術為主，將航測技術應用到新農村建設中，首先經過數據的采集、定向建模，接邊鑲嵌等技術可以生產DEM，會更加趨近于正射投影。

4 無人機航測系統的未來應用

對于無人機航測系統在新農村建設中的應用十分廣泛，在下達航測任務之后，相關的作業人員需要在任務分析、任務規劃和飛行準備方面進行充分考慮，需要綜合考慮區域內的氣象、安全和測區地形等的各種條件，需要設計出最優飛行路線，能夠保證飛行工作的有效完成，也就會相應的縮短任務時間，獲得高效的相片。在無人機航系統中，航線規劃不會考慮到地形的起伏，也會導致飛行數據比例尺差異較大，因此，就需要將數字高程模型DEM應用到航線的規劃中，在確定好測區范圍之后，可以根據需要的影像分辨率計算出無人攝像機需要飛行的相對高度，就會利用到

式中，p——像素的大小，f——焦距，H——最大的相對高度。

其中為了保證無人機航攝影像的質量，需要將航向的重疊度控制在70%～85%之間，要能夠始終保證像素分辨率的清晰，無人機應用過程中的飛行高度低，在同一個側區內，如果存在地勢高差相對比較大，地面分辨率的差異就會很大，影像的地面分辨率也不會達到一定的要求。航拍最主要的是能夠獲得高質量的航攝影片，而且航攝的影片需要覆蓋建設區的所有范圍，無人機在實際的應用過程中，會將飛行的高度、發動機的轉速等飛行狀況進行監測，利用地面監控站監測到飛行過程中存在的異常狀況，要注重設計的航向要符合相應的要求。

無人機影像進行航拍的過程中，會涉及到使用的相機，一般是普通的單反相機，在進行實際應用過程中，需要對相機進行檢驗，檢測中獲得的有關數據對影像進行分析，做好對影像不合適的部分進行改正，在后期的工作中，還需要應用到空三角軟件，在完成檢測工作之后，做好后續像控數據的處理。無人機航攝系統作業靈活，而且成本相對比較低，能夠在比較小的范圍內被廣泛應用，通過相關實踐證明，無人機的應用也是獲得很大的實踐效果。

5 結語

綜上所述，在當前新農村建設中，無人機航攝系統的應用范圍越來越廣泛，能夠有效滿足新農村建設中地理空間信息系統的應用，也會相應降低成本，提高工作效率，在實際的應用過程中，無人機攝像技術應用到的軟件也是相對比較多，對于航拍的質量也是要求比較高，利用高質量無人機攝像可以完成更好的作業。

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