試析無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量在地形測(cè)繪中的應(yīng)用

摘要：隨著科學(xué)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展及廣泛的應(yīng)用，無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量也成為了地形測(cè)繪的重要手段。無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量技術(shù)不僅彌補(bǔ)了傳統(tǒng)測(cè)繪的不足，實(shí)現(xiàn)了三維測(cè)繪的同時(shí)也確保了地理信息數(shù)據(jù)采集的時(shí)效性，為大多數(shù)的地形測(cè)繪、工程測(cè)量和相關(guān)領(lǐng)域提供了一種高效、快速、技術(shù)靈活的測(cè)量技術(shù)，本文對(duì)無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量技術(shù)進(jìn)行了研究分析，并闡述了無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量技術(shù)在地形測(cè)繪領(lǐng)域的應(yīng)用情況，以供參考。

關(guān)鍵詞：無(wú)人機(jī)；航空攝影測(cè)量；地形測(cè)繪；應(yīng)用

1簡(jiǎn)述無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量技術(shù)

從原理上分析，無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量的流程較復(fù)雜，首先是需要根據(jù)工作性質(zhì)選擇無(wú)人機(jī)的種類，并對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行收集，做好調(diào)試工作，設(shè)計(jì)無(wú)人機(jī)航空攝影的線路，尤其是要在不影響測(cè)量結(jié)果的基礎(chǔ)上選擇最佳的方案，這樣才能減少外業(yè)人員的工作量。此外，進(jìn)行低空拍攝時(shí)，需要嚴(yán)格按照像控點(diǎn)的分布情況來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)的獲取及數(shù)據(jù)的整理與處理，最后還需要進(jìn)行成像控成果的處理，對(duì)結(jié)果進(jìn)行質(zhì)量檢查，獲得最終的信息數(shù)據(jù)。無(wú)人機(jī)具有靈活性及拍攝范圍大的特點(diǎn)，其的應(yīng)用能夠進(jìn)一步解決小面積低空攝影測(cè)量所存在的問(wèn)題，而且還在一定程度上快速獲得影像。在近幾年的快速發(fā)展下，無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量備受關(guān)注，尤其在應(yīng)用無(wú)人機(jī)進(jìn)行地形測(cè)繪的時(shí)候，該應(yīng)用主要涉及到了四個(gè)步驟，分別是進(jìn)行野外像控點(diǎn)的布設(shè)、獲得測(cè)區(qū)的影像數(shù)據(jù)、內(nèi)業(yè)空三加密及數(shù)字測(cè)圖，其中，內(nèi)業(yè)空三加密占據(jù)了重要的地位，一般包括了影像的記錄、影像加密等。

2無(wú)人機(jī)航空攝影的流程

通常，每組需要3-5人，設(shè)備需要帶2套，其中，1套備用，另外配備一輛汽車就可以開(kāi)展工作。飛行完成后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查，數(shù)據(jù)合格后，可進(jìn)行后續(xù)的數(shù)據(jù)處理工作。作業(yè)流程如圖1所示。

3航空攝影測(cè)量技術(shù)在地形測(cè)量中的應(yīng)用

3.1在航空攝像測(cè)量中對(duì)像片的控制測(cè)量

利用航空攝像測(cè)量的技術(shù)對(duì)該地區(qū)的地形進(jìn)行測(cè)量時(shí)，在像片控制測(cè)量方面的主要目的是要把航空拍攝的資料和全球定位導(dǎo)航系統(tǒng)的導(dǎo)航定位信息進(jìn)行互相結(jié)合，進(jìn)而利用航空拍攝的資料與地面的測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)系換算，達(dá)到實(shí)現(xiàn)該地區(qū)地形的真實(shí)地形特征的目的，在必要時(shí)可以把情況進(jìn)行反應(yīng)并記錄。航空攝像測(cè)量在進(jìn)行的過(guò)程中，運(yùn)用對(duì)像片控制點(diǎn)進(jìn)行特殊的設(shè)置和分布，再通過(guò)導(dǎo)航系統(tǒng)運(yùn)用有關(guān)的測(cè)量技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)像控點(diǎn)控制的測(cè)量區(qū)域地形進(jìn)行全面、準(zhǔn)確的測(cè)量，在像控點(diǎn)測(cè)量過(guò)程中，在進(jìn)行測(cè)量某些外業(yè)控制點(diǎn)時(shí)，一定要注意定位操作。通常，把像控點(diǎn)中外業(yè)的控制點(diǎn)設(shè)置在道路的拐角或斑馬線上，切記一定要將其放在擁有明顯的特征和參照物的地點(diǎn)，在對(duì)其進(jìn)行測(cè)量時(shí)，一定要繪制各控制點(diǎn)的點(diǎn)之記，同時(shí)也要繪制他們整體的位置關(guān)系，以便日后的測(cè)量工作的進(jìn)行。

3.2航空攝像測(cè)量中的空中三角測(cè)量

空中三角測(cè)量是最常見(jiàn)的測(cè)量距離的方法，在航空拍攝過(guò)程中，使用航空數(shù)碼攝像器材進(jìn)行空中三角測(cè)量可以精確的測(cè)量出地形的具體位置。不需要人工對(duì)航拍所得的數(shù)碼影像進(jìn)行內(nèi)部設(shè)置的操控，無(wú)人機(jī)自身有科學(xué)合理的系統(tǒng)設(shè)置，能夠自動(dòng)完成所需關(guān)鍵數(shù)據(jù)計(jì)算分析。編寫空中三角測(cè)量程序的時(shí)候，要求能對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行快速處理，在人為選取像片控制點(diǎn)時(shí)，應(yīng)注意點(diǎn)數(shù)分布合理，盡量均勻分布在測(cè)繪地區(qū)，通過(guò)人工選擇連接點(diǎn)來(lái)保存一定的數(shù)據(jù)，然后分別對(duì)測(cè)量模型和測(cè)量航帶進(jìn)行連接的工作，再利用空中三角測(cè)量進(jìn)行計(jì)算，將計(jì)算得到的連接點(diǎn)和像控點(diǎn)滿足地形航空攝影的測(cè)繪比例要求，才能保證測(cè)繪地形的準(zhǔn)確性和完整性。

3.3航空攝像測(cè)量時(shí)，立體采編的測(cè)量

在通過(guò)上述的測(cè)量步驟后，緊接著要對(duì)地形情況測(cè)繪時(shí)的內(nèi)業(yè)立體信息的測(cè)量進(jìn)行統(tǒng)一采編。在利用無(wú)人機(jī)拍攝測(cè)量地形的過(guò)程中，一定要確保采集各線狀地形結(jié)構(gòu)和物體線節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。從而提升內(nèi)業(yè)立體采集信息的準(zhǔn)確度。但是等高線與水涯線一定要用手繪的方法完成采集。在對(duì)該區(qū)域內(nèi)的房屋結(jié)構(gòu)信息測(cè)量處理時(shí)，一定要找準(zhǔn)房屋結(jié)構(gòu)的屋頂邊緣部分，然后再通過(guò)外業(yè)測(cè)量，對(duì)房檐測(cè)量的結(jié)果進(jìn)行糾正，運(yùn)用自動(dòng)化直角完成對(duì)房屋測(cè)量結(jié)果的改正。對(duì)那些測(cè)量不到的部分和位置，一定要做好相關(guān)標(biāo)記，方便以后外業(yè)進(jìn)行采集與測(cè)量，進(jìn)一步確保該地形特征的測(cè)量完整。

3.4外業(yè)補(bǔ)測(cè)的操作

無(wú)人機(jī)航拍測(cè)控有諸多便利精密的優(yōu)點(diǎn)，但是有些地理位置隱蔽或者地域性死角是無(wú)法被航空攝像捕捉到的，著時(shí)候需要進(jìn)行人工的數(shù)據(jù)補(bǔ)測(cè)，而且為了驗(yàn)證航拍信息的準(zhǔn)確性，確保無(wú)人機(jī)沒(méi)有發(fā)生技術(shù)故障，在外業(yè)補(bǔ)測(cè)時(shí)，測(cè)繪人員也會(huì)對(duì)隨機(jī)選取一些航拍區(qū)域進(jìn)行地形測(cè)繪信息采集，進(jìn)行對(duì)比，確保所有的信息準(zhǔn)確性與完整性。

3.5數(shù)字線劃圖工作分析

在數(shù)字線劃圖工作中，需用到VirtuoZo全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量工作站，基于AtuoCAD2006的CASS大比例尺版圖形編輯軟件環(huán)境下進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)的編輯工作，在線劃地形圖數(shù)據(jù)提交過(guò)程中，需確保其格式為DWG格式。而且，在數(shù)字線劃圖工作期間，需要注意：①測(cè)圖前，需構(gòu)建與之對(duì)應(yīng)的數(shù)字地面模型，即定向。由于在此項(xiàng)工作過(guò)程中，是采取人工及自動(dòng)交互操作的方式，因此會(huì)存在一些誤差。所以作業(yè)工作人員有必要在操作過(guò)程中提高警惕性，根據(jù)操作流程認(rèn)真操作，使誤差控制在允許值范圍內(nèi)；②確保定位的精準(zhǔn)性，每一個(gè)要素均需要給予正確的顏色、線型以及代碼等；③加強(qiáng)測(cè)圖工作人員的培訓(xùn)，使地物以及地貌人工采集的誤差得到有效控制。此外，因受到立體模型影響而被遮擋的要素，需通過(guò)外業(yè)完成相應(yīng)的補(bǔ)測(cè)工作。

4結(jié)語(yǔ)

總之，無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量在地形測(cè)繪中已經(jīng)得到了廣泛的使用。無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量能大幅度提升測(cè)繪工作的質(zhì)量和效率，有利于相關(guān)部門及時(shí)掌握國(guó)家土地資源的動(dòng)態(tài)信息，是充分發(fā)揮測(cè)繪工作對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的有力保障。

參考文獻(xiàn)：

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[2]卞威.無(wú)人機(jī)航空影像后期處理方案及注意事項(xiàng)[M].北京：北京天宇智圖科技有限公司，2016：52-53.

（作者單位：河南中煤測(cè)繪公司）

作者簡(jiǎn)介：趙陽(yáng)（1987-），男，2010年畢業(yè)于山東科技大學(xué)測(cè)繪工程專業(yè)，2014年通過(guò)國(guó)家注冊(cè)測(cè)繪師考試獲得相應(yīng)執(zhí)業(yè)資格，現(xiàn)在河南中煤測(cè)繪公司執(zhí)業(yè)。