無人機(jī)航空攝影技術(shù)研究

張遠(yuǎn)波 穆峰

摘 要：隨著我國經(jīng)濟(jì)和科技的不斷進(jìn)步，以及科技人員對地形圖測繪標(biāo)準(zhǔn)的要求不斷提高，傳統(tǒng)的航空攝影測量技術(shù)已經(jīng)不能滿足當(dāng)前情形的需要了，而且在這個(gè)過程中還會耗費(fèi)大量的人力和物力，因此當(dāng)前比較流行的無人機(jī)航空攝影測量已經(jīng)開始被廣泛應(yīng)用了。本文主要介紹了無人機(jī)航空攝影測量技術(shù)在地形測繪中的應(yīng)用情況。

關(guān)鍵詞：城市地形圖測繪;航空攝影測量;無人機(jī)

一、緒論

隨著當(dāng)代科學(xué)的飛速發(fā)展，科學(xué)的方法和技術(shù)不再只屬于某一類人的研究范疇，而是很多城市都開始追求高科技數(shù)字化的城市建設(shè)，希望自己的城市可以跟上世界前進(jìn)的步伐。數(shù)字化的城市就需要對航空攝影測量對地形圖的測繪要進(jìn)行更加及時(shí)的更新和數(shù)據(jù)更正，而傳統(tǒng)的航空攝影技術(shù)很難滿足人們的需要，于是隨著地理技術(shù)的不斷升級，無人機(jī)航空攝影技術(shù)開始登上歷史的舞臺，它的出現(xiàn)很好地解決了傳統(tǒng)攝影方式存在的局限性，傳感器也可以從不同的方位來觀察被拍攝物體的多角度情況，從而保證了數(shù)據(jù)的真實(shí)性與可靠性。

二、無人機(jī)航空攝影測量的概念

航空攝影測量指的是飛機(jī)上的工作人員借助一些攝影設(shè)備在高空中對地面的情況進(jìn)行全方位的拍攝，然后將拍攝到的圖像和數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和整理，最后將城市地圖繪制出來的過程。而無人機(jī)為傳統(tǒng)的攝影測量提供了強(qiáng)有力的補(bǔ)充，不但省去了人工成本，而且測量的精準(zhǔn)度也提升了。

三、無人機(jī)航空攝影測量在地形圖測繪中的優(yōu)勢

無人機(jī)航空攝影測量技術(shù)先比較于傳統(tǒng)的航空攝影技術(shù)來說，是有很多明顯的優(yōu)勢的。第一點(diǎn)是它的工作高效性，無人機(jī)采用的攝像設(shè)備都是當(dāng)前非常先進(jìn)的設(shè)備，比如：彩色數(shù)碼相機(jī)和高清數(shù)碼相機(jī)的相結(jié)合，待無人機(jī)拍攝完畢之后，會自動(dòng)轉(zhuǎn)化成三維立體圖像傳回監(jiān)控站，為相關(guān)部門提供有效的數(shù)據(jù)報(bào)告。

第二點(diǎn)是它的數(shù)據(jù)獲取的及時(shí)性。無人機(jī)測繪技術(shù)是目前最先進(jìn)的航空攝影測量技術(shù)，相比于之前的衛(wèi)星觀測而言，它的測繪數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度更高，實(shí)效性也更迅速。

第三點(diǎn)是它的機(jī)型更加便于操作，相比于衛(wèi)星而言，無人機(jī)的機(jī)型比較小而且輕便，有很好的靈活性，方便工作人員的操作，工作人員也能夠很好地把控?zé)o人機(jī)的起飛和降落的時(shí)間與位置，在開始測繪前，只要在系統(tǒng)中設(shè)定好既定路線就可以了，在測量的過程中可以將數(shù)據(jù)及時(shí)傳送給監(jiān)控室，從而防止了因?yàn)橥话l(fā)情況和事故而導(dǎo)致的數(shù)據(jù)丟失等問題。

第四點(diǎn)是它為研究所節(jié)約了大量的人力和物力，首先無人機(jī)測繪不需要有人去進(jìn)行操作，因此就可以免去這部分的人力耗費(fèi)，其次無人機(jī)的體型比較小，從而節(jié)約了制作材料上的成本。

第五點(diǎn)是它的多角度無死角拍攝的優(yōu)勢。無人機(jī)在對城市進(jìn)行測繪的時(shí)候，采用的是多維度的監(jiān)測，多方面的拍攝，對整個(gè)城市會有一個(gè)立體宏觀的觀察，從而保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

四、無人機(jī)航空攝影測量技術(shù)在地形測繪中的應(yīng)用

（一）攝影平臺的選取

無人機(jī)航空攝影測量是在空中無人的情況下進(jìn)行監(jiān)控的，因此對于平臺的要求也非常高，這會直接影響到監(jiān)測數(shù)據(jù)的質(zhì)量是否達(dá)標(biāo)，通常情況下，工作人員在進(jìn)行地形攝影測繪的過程中，會選用擇動(dòng)力懸掛滑翔三角翼搭配高清像素來作為無人機(jī)攝影的工作平臺。

（二）測量區(qū)域的規(guī)劃設(shè)計(jì)

一般情況下，在無人機(jī)正式對地形進(jìn)行攝影測量之前，工作人員會進(jìn)行一項(xiàng)重要的工作就是對當(dāng)前地形測量區(qū)域進(jìn)行細(xì)致而準(zhǔn)確的規(guī)劃和劃分，在城市規(guī)劃的過程中需要考慮到：無人機(jī)的工作量，無人機(jī)的測量盲區(qū)的位置，當(dāng)前位置有沒有可能出現(xiàn)不合理的情況，從而保證無人機(jī)拍攝的過程中不會有遺漏的區(qū)域。在區(qū)域劃分時(shí)還要考慮到地形區(qū)域圖形的規(guī)則性，比如：矩形、正方形或是圓形，方便工作人員的操作。

（三）空中三角形測量

像控測量是無人機(jī)測量中的一項(xiàng)核心技術(shù)，在高空拍攝的過程中，無人機(jī)拍攝的高清圖片需要與無人機(jī)中安裝的GPS定位導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行完美的融合才能夠?qū)?shù)據(jù)準(zhǔn)確無誤地傳送到地面。而空中三角形測量是整個(gè)測量工作中一項(xiàng)非常重要的內(nèi)容，它具體的工作方式是，在進(jìn)行測量之前，工作人員需要對無人機(jī)測試的范圍以及測試的各個(gè)連接點(diǎn)的參數(shù)，進(jìn)行提前設(shè)置，這一過程結(jié)束之后無人機(jī)在空中測量的時(shí)候，會根據(jù)測量區(qū)域的實(shí)際情況自動(dòng)調(diào)整測量的方位，以便得到更加準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。在實(shí)際應(yīng)用中，無人機(jī)內(nèi)部會裝有設(shè)定好的操作系統(tǒng)，在對地形攝影的時(shí)候，會根據(jù)城市的地形來自動(dòng)變更。

（四）立體采編測量

無人機(jī)的測量技術(shù)不是一次性就可以完成的。在第一次測量完成之后，工作人員會對傳送回來的最新數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和編碼，通過對比分析找到設(shè)置的參數(shù)與實(shí)際情況之間的誤差，方便后期做及時(shí)的調(diào)整。在對城市地形進(jìn)行拍攝的時(shí)候，工作人員要將該城市比較難拍到的位置提前注明。

（五）航空測量要點(diǎn)

無人機(jī)在測量的過程中要保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，最重要的一點(diǎn)就是對誤差的判斷以及及時(shí)的修正，常見的測量誤差通常包括系統(tǒng)誤差以及認(rèn)為誤差。系統(tǒng)誤差是避免不了的，操作人員也只能通過對設(shè)備的精益求精才能做到更加完美，而人為誤差則是因操作人員對數(shù)據(jù)分析的不準(zhǔn)確而造成的，這是可以通過對數(shù)據(jù)的測量以及分析提高無人機(jī)的精準(zhǔn)度的，以保證拍攝出來的地形圖可以更加精準(zhǔn)。

五、結(jié)語

通過對無人機(jī)攝像技術(shù)在地形測量過程中的應(yīng)用，我們可以發(fā)現(xiàn)這項(xiàng)技術(shù)的誕生給工作人員的操作帶來了巨大的便捷，而且傳送回來的數(shù)據(jù)也是高清準(zhǔn)確而且有很高的實(shí)效性，從而提高了測量工作的效率。

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