低空攝影測(cè)量在地形圖測(cè)量中的應(yīng)用探討

劉釗

吉林省航測(cè)遙感院 吉林 長春 130000

測(cè)繪業(yè)是我國國民經(jīng)濟(jì)的重要組成部分，怎樣迅速而精準(zhǔn)地獲取最新數(shù)據(jù)是行業(yè)內(nèi)普遍關(guān)注的問題。目前的航空攝影測(cè)量技術(shù)成本較高，無人機(jī)的發(fā)展和興起，為小面積低空攝影測(cè)量提供了良好的解決方案。首先無人機(jī)能便捷高效的獲取高清的低空影像，讓測(cè)繪成果得獲得更加便利。其次在對(duì)高精度影像處理之后，可以大范圍的應(yīng)用于城市規(guī)劃、資源開發(fā)和搶險(xiǎn)救災(zāi)等其他多方面的實(shí)踐當(dāng)中，對(duì)測(cè)繪業(yè)的發(fā)展甚至是整個(gè)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展發(fā)揮著巨大的積極效應(yīng)。但無人機(jī)并非十全十美，無人機(jī)體積小，飛行高度低，且在飛行過程中受外界干擾的因素較大，飛行姿勢(shì)較難控制，而且無人機(jī)的數(shù)碼相機(jī)焦距小、像幅小，這讓后期的制作造成不小的困難。

1 低空攝影測(cè)量概述

無人駕駛飛機(jī)簡稱無人機(jī)，是一種可操控、執(zhí)行任務(wù)多樣、兼具多種功能的無人駕駛航空器。現(xiàn)階段發(fā)展最快的測(cè)量技術(shù)就是無人機(jī)低空數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量技術(shù)。由于無人機(jī)和數(shù)碼相機(jī)技術(shù)的更新發(fā)展，再加上攝影測(cè)量軟件數(shù)據(jù)處理水平的提高，支撐了低空攝影測(cè)量技術(shù)的飛速發(fā)展。目前國家測(cè)繪地理信息部門在全國推廣無人機(jī)低空攝影測(cè)量的應(yīng)用，并出臺(tái)了相關(guān)的測(cè)繪行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)文件，讓無人機(jī)低空攝影測(cè)量的操作得到了規(guī)范。

2 低空攝影測(cè)量在地形圖測(cè)量中的優(yōu)勢(shì)

2.1 具有高效率、低成本的特點(diǎn)

現(xiàn)如今在許多的勘驗(yàn)工程的大比例此地形圖的測(cè)量依然是使用傳統(tǒng)的工程測(cè)量方式，然而這種方式投入成本較高，工作效率低下，人力物力損耗大，已經(jīng)無法適應(yīng)大比例尺地形圖測(cè)量的發(fā)展要求。所以對(duì)無人機(jī)低空攝影測(cè)量的研究能為大比例尺地形圖測(cè)量工程提供全新的方案。

2.2 符合現(xiàn)階段地形圖測(cè)量的現(xiàn)實(shí)需求

現(xiàn)代測(cè)繪行業(yè)的發(fā)展要求對(duì)于無人機(jī)低空攝影測(cè)量技術(shù)應(yīng)用于電力工程建設(shè)的大比例尺地形圖測(cè)量具有現(xiàn)實(shí)的緊迫性。無人機(jī)低空攝影測(cè)量技術(shù)不但可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)電力工程測(cè)量的各種不足之處，并且可以減少人員的投入提高工作效率為測(cè)量人員提供了先進(jìn)的測(cè)量產(chǎn)品，為優(yōu)化設(shè)計(jì)方案提供了數(shù)據(jù)保障。

3 大比例尺地形圖的測(cè)繪流程

無人機(jī)低空攝影測(cè)量測(cè)繪大比例尺地形圖主要有獲得社區(qū)影像、野外相控點(diǎn)測(cè)設(shè)以及數(shù)字測(cè)圖和業(yè)內(nèi)空三加密這幾方面。業(yè)內(nèi)空三加密的主要功能是記錄影像大地坐標(biāo)、記錄自動(dòng)提取的特征點(diǎn)的大地坐標(biāo)文件和輸出加密后的影像數(shù)據(jù)等。

4 探究低空攝影測(cè)量作業(yè)操作流程

4.1 無人機(jī)低空攝影獲得航拍影像

在江西和甘肅兩個(gè)項(xiàng)目的大比例尺地形圖測(cè)量工程中，均使用了無人機(jī)進(jìn)行低空攝影測(cè)量，并在短時(shí)間內(nèi)獲取了達(dá)到《火電廠工程測(cè)量技術(shù)規(guī)程》標(biāo)準(zhǔn)的大比例尺數(shù)字線劃圖。這兩個(gè)項(xiàng)目測(cè)區(qū)的低空攝影測(cè)量拍攝工作是由專業(yè)的航飛公司完成，在良好的氣候條件下進(jìn)行了航飛，獲取了高質(zhì)量的測(cè)量區(qū)航拍影像。

4.2 利用航拍影像設(shè)計(jì)像控點(diǎn)布設(shè)方案

為了研究無人機(jī)低空攝影測(cè)量在大比例尺地形圖測(cè)量當(dāng)中的應(yīng)用，在甘肅省的電廠項(xiàng)目測(cè)量當(dāng)中先遵循原有的航空攝影測(cè)量方式采取外控測(cè)量，獲取外空數(shù)據(jù)之后，應(yīng)用高級(jí)低空攝影測(cè)量處理軟件對(duì)影像進(jìn)行預(yù)處理，跟著再進(jìn)行空中三角測(cè)量。在空中三角測(cè)量時(shí)運(yùn)用不同的控制點(diǎn)方案來進(jìn)行區(qū)域網(wǎng)平差，再把空中三角測(cè)量成果的精度進(jìn)行對(duì)比，并輸出了達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的立體測(cè)圖模型。

4.3 像片控制點(diǎn)實(shí)地測(cè)量

無人機(jī)低空攝影測(cè)量相比于航空攝影測(cè)量來說具有更大的誤差其中包括平臺(tái)誤差相機(jī)移位誤差、定位誤差，為了判斷立體測(cè)圖的精度，在數(shù)字測(cè)圖系統(tǒng)下形成數(shù)字地形圖的草圖將草圖帶到測(cè)區(qū)補(bǔ)測(cè)野外布設(shè)檢查點(diǎn)位、野外調(diào)繪、電力管線。根據(jù)所得數(shù)據(jù)精準(zhǔn)算出內(nèi)外業(yè)差值，用外業(yè)檢查測(cè)量的數(shù)據(jù)判斷準(zhǔn)確度。

4.4 進(jìn)行外業(yè)調(diào)繪和相關(guān)檢查測(cè)量

通過外業(yè)檢測(cè)比較甘肅電廠項(xiàng)目的測(cè)量，得出了相關(guān)結(jié)論。甘肅電廠項(xiàng)目的測(cè)量平面精度較高能達(dá)到規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)但高產(chǎn)數(shù)據(jù)并不理想需要，得出的誤差是m=±0.41 m，不能達(dá)到工程大比例尺地形圖測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)，需要進(jìn)行更正和后期處理。

4.5 使用高級(jí)先進(jìn)的低空攝影測(cè)量影像數(shù)據(jù)處理軟件采取空中三角測(cè)量和影像數(shù)據(jù)預(yù)處理，并判斷和評(píng)定空中三角測(cè)量數(shù)據(jù)成果的精度，進(jìn)行空中三角測(cè)量必須預(yù)先選取各不相同的控制點(diǎn)，保證空中三角數(shù)據(jù)成果達(dá)到行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

4.6 利用低空攝影測(cè)量影像數(shù)據(jù)處理軟件將數(shù)字高程模型（DEM）輸出，進(jìn)而制作出數(shù)字震懾影像圖（DOM），從而達(dá)到輸出立體測(cè)圖模型的結(jié)果。

4.7 通過外業(yè)實(shí)地測(cè)量點(diǎn)的數(shù)據(jù)對(duì)業(yè)內(nèi)測(cè)量矢量圖進(jìn)行精度的評(píng)判，對(duì)于那些精度達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)的區(qū)域采取業(yè)內(nèi)高手段修正的手段予以修改，而且要再次對(duì)其精度進(jìn)行評(píng)定，一定要保證測(cè)量精度達(dá)到規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)。

4.8 資料整理與歸檔。

5 結(jié)語

現(xiàn)階段大比例尺地形圖測(cè)繪發(fā)展的重點(diǎn)是提升無人機(jī)低空攝影測(cè)量的技術(shù)水平，在變電站火力發(fā)電廠核電站等項(xiàng)目的小區(qū)域內(nèi)進(jìn)行大比例尺地形圖測(cè)繪作業(yè)過程當(dāng)中，無人機(jī)低空攝影測(cè)量技術(shù)可以說是電力工程測(cè)量當(dāng)中最高效便捷的手段。本文總結(jié)甘肅電廠項(xiàng)目和江西變電站項(xiàng)目的測(cè)量經(jīng)驗(yàn)，完善了利用低空攝影測(cè)量技術(shù)進(jìn)行大比例尺地形圖測(cè)量的操作流程，總結(jié)了像片控制點(diǎn)布設(shè)的基礎(chǔ)性原則，希望能為無人機(jī)低空攝影測(cè)量的發(fā)展提供有效幫助。由于無人機(jī)低空攝影測(cè)量的平臺(tái)和航拍數(shù)碼相機(jī)的種類繁多，在實(shí)踐的拍攝過程中還要綜合考量平臺(tái)和相機(jī)間的差異，提出新的解決思路，讓無人機(jī)低空攝影測(cè)量為我國的測(cè)繪業(yè)做出發(fā)展貢獻(xiàn)。