無(wú)人機(jī)航空攝影技術(shù)在地形測(cè)繪中的應(yīng)用

張倩

摘要：在我國(guó)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的時(shí)代背景下，各個(gè)行業(yè)相繼增加了對(duì)地形圖的需求。在實(shí)地測(cè)量過(guò)程中還面臨著許多困難。因而借助無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量技術(shù)能夠充分利用其速度快，成本低，效率高，精度高等諸多優(yōu)勢(shì)，全面提升中小區(qū)域地形測(cè)量的質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：無(wú)人機(jī)航空攝影技術(shù);地形測(cè)繪;應(yīng)用措施

1 無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)與誤差來(lái)源

1.1 應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量技術(shù)，即無(wú)人機(jī)與航空攝影測(cè)量有效結(jié)合的技術(shù)，為航空遙感開(kāi)創(chuàng)出一個(gè)新的發(fā)展方向—無(wú)人機(jī)數(shù)字低空遙感，可廣泛應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域，如基礎(chǔ)測(cè)繪、國(guó)家工程建設(shè)、數(shù)字化城市建設(shè)、國(guó)土監(jiān)察、災(zāi)害應(yīng)急處理等，具有以下4種優(yōu)勢(shì)。

1.1.1 具有較強(qiáng)的數(shù)字響應(yīng)能力

無(wú)人機(jī)一般是低空飛行，受不良天氣的影響極小，所以可對(duì)數(shù)據(jù)保持良好的響應(yīng)力，同時(shí)無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量模式中的數(shù)據(jù)是實(shí)時(shí)傳輸?shù)模稍诘匦螠y(cè)繪中，獲取大面積的測(cè)量數(shù)據(jù)。

1.1.2 提升地形測(cè)繪整體的精確度

無(wú)人機(jī)航攝過(guò)程中，傳送的測(cè)繪信息精度高，可以將數(shù)字圖像轉(zhuǎn)化成三維正攝影像圖，有些甚至可轉(zhuǎn)化為三維可視化影像，實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)、航空測(cè)繪、遙感等的結(jié)合，繼而提升地形測(cè)繪整體的精確度。

1.1.3 具有更強(qiáng)靈活機(jī)動(dòng)性

主要體現(xiàn)在3個(gè)方面。1）無(wú)人機(jī)內(nèi)裝有高精度數(shù)碼攝像設(shè)備，可從垂直、傾斜2個(gè)方向拍攝測(cè)量區(qū)域，且升降不需要在專業(yè)區(qū)域內(nèi)實(shí)現(xiàn)。2）無(wú)人機(jī)可在預(yù)設(shè)的飛機(jī)航線的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)分型。3）可一次設(shè)置多個(gè)地形測(cè)量航拍點(diǎn)，全面采集航拍點(diǎn)的數(shù)據(jù)，并及時(shí)上傳相應(yīng)的地形情況，實(shí)現(xiàn)高效工作。

1.1.4 具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益

主要體現(xiàn)在2個(gè)方面。1）無(wú)人機(jī)測(cè)繪技術(shù)的成本相對(duì)較低，又融入了多種先進(jìn)技術(shù)，如通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)等，可提升地理信息的獲取效率。2）無(wú)人機(jī)測(cè)繪周期較短。

1.2 誤差來(lái)源

無(wú)人機(jī)常見(jiàn)誤差來(lái)源包括儀器誤差、人工誤差、氣候及其他外界因素誤差等。首先，儀器誤差產(chǎn)生的主要原因包括儀器本身的設(shè)計(jì)與制作較差、檢驗(yàn)校正不良等，其中又以傳感器量化系統(tǒng)誤差最為典型。其次，人為誤差產(chǎn)生的原因包括人感官鑒別有限、技術(shù)水平較低、工作態(tài)度不端正、像控識(shí)別、空三測(cè)量、數(shù)據(jù)采集等。最后，氣候及其他外界因素誤差產(chǎn)生的原因是天氣會(huì)對(duì)飛行器姿態(tài)與成像質(zhì)量產(chǎn)生影響。

2 無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量在地形圖測(cè)繪中的現(xiàn)狀

無(wú)人機(jī)航空攝影，是一種新型的測(cè)量方法。目前，低空無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量作為最具有發(fā)展優(yōu)勢(shì)的一種測(cè)量技術(shù)，有利于技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展和數(shù)字化城市建設(shè)的目標(biāo)。對(duì)于航空攝影測(cè)量來(lái)說(shuō)，其目前所應(yīng)用的范圍十分廣泛，由于其速度較快、測(cè)量十分準(zhǔn)確等特點(diǎn)，使其可以根據(jù)不同的環(huán)境，不斷轉(zhuǎn)變應(yīng)用的形式與方向，其在工程測(cè)量以及其他相關(guān)的領(lǐng)域方面具有一定的應(yīng)用價(jià)值。現(xiàn)階段，我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，城市化進(jìn)程不斷加快，很多城市在進(jìn)行區(qū)域規(guī)劃和水利布局等，必須對(duì)其地形情況進(jìn)行分析，所以對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)的需求量也就越來(lái)越大，對(duì)其質(zhì)量要求也越來(lái)越高。無(wú)人機(jī)航空攝影技術(shù)，具有較高的分辨率，與數(shù)字化的測(cè)量軟件結(jié)合起來(lái)，能夠簡(jiǎn)化后期數(shù)據(jù)的分析處理，極大地提高了成圖的質(zhì)量。

通過(guò)利用無(wú)人機(jī)航空攝影，實(shí)現(xiàn)了對(duì)資料和數(shù)據(jù)的獲取，其獲取量的增加更加符合實(shí)際發(fā)展的需求。由于無(wú)人機(jī)航空測(cè)量技術(shù)具有較強(qiáng)的靈活性、較低的成本以及簡(jiǎn)單的操作模式，所以其對(duì)測(cè)繪行業(yè)的影響越來(lái)越大。地形圖的測(cè)繪作為基礎(chǔ)工程之一，在建筑工程的建設(shè)過(guò)程中，直接影響著建筑的水平，所以必須要確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。因?yàn)闊o(wú)人機(jī)航空攝影的成本偏低，所以需要分析研究該項(xiàng)技術(shù)，從而使得無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量在地形圖測(cè)繪中有著更加廣泛的應(yīng)用。

3 無(wú)人機(jī)航空攝影技術(shù)的應(yīng)用流程

3.1 像控點(diǎn)布設(shè)

像控點(diǎn)布設(shè)需要根據(jù)設(shè)計(jì)網(wǎng)型在成圖范圍內(nèi)布設(shè)像控點(diǎn)。在布設(shè)過(guò)程中，需要遵循均勻性原則，根據(jù)不同的比例尺、地形條件、處理方法等要求布設(shè)，并且需要根據(jù)具體要求按照不同的密度布設(shè)在測(cè)區(qū)范圍內(nèi)。此外，還要考慮測(cè)區(qū)內(nèi)的交通和地物等特征。

3.2 像片控制測(cè)量

為了提升所獲取相片的質(zhì)量，在項(xiàng)目開(kāi)展過(guò)程中，通過(guò)區(qū)域網(wǎng)布設(shè)像控點(diǎn)。同時(shí)，在無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量工作開(kāi)展的前期結(jié)合地形條件和氣候條件以及飛行架次將整個(gè)測(cè)量區(qū)域劃分為多個(gè)網(wǎng)區(qū)。為了保障各測(cè)區(qū)的相關(guān)數(shù)據(jù)都能夠準(zhǔn)確的獲取，在實(shí)際的測(cè)量過(guò)程當(dāng)中還需要部署相應(yīng)的平高控制點(diǎn)，保障每一對(duì)像控點(diǎn)能夠分布在標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)。在區(qū)域網(wǎng)的凹凸角增加平高點(diǎn)，適當(dāng)調(diào)整其測(cè)量的范圍，從而提高測(cè)量的精度。在測(cè)量過(guò)程當(dāng)中考慮到測(cè)區(qū)地形因素對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，除了實(shí)現(xiàn)像控點(diǎn)的聯(lián)測(cè)之外，還需要結(jié)合若干網(wǎng)區(qū)的地形狀況來(lái)測(cè)定高程控制點(diǎn)，以此提升像片控制測(cè)量的質(zhì)量。

3.3 數(shù)據(jù)采集

在地形測(cè)量中主要是通過(guò)無(wú)人機(jī)航拍攝影測(cè)量技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的數(shù)據(jù)采集工作。為了提高數(shù)據(jù)采集的質(zhì)量，且能夠保障所采集到的數(shù)據(jù)能夠準(zhǔn)確反映若干區(qū)域網(wǎng)真實(shí)的位置信息和數(shù)據(jù)信息，在測(cè)量過(guò)程中選MapMatrix這一新型的數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)來(lái)采集相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息。在數(shù)據(jù)采集中采用所見(jiàn)即所得這一方式理念來(lái)獲取數(shù)據(jù)信息，通過(guò)相應(yīng)的立體模型來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的全要素采集。而在數(shù)據(jù)處理和分析的過(guò)程當(dāng)中，主要是借助相應(yīng)的立體模型，數(shù)字線劃圖和數(shù)字正射影像來(lái)制作相應(yīng)的數(shù)字產(chǎn)品，從而達(dá)到最終的區(qū)域測(cè)量目標(biāo)。

4 無(wú)人機(jī)攝影測(cè)量技術(shù)的具體應(yīng)用

4.1 在現(xiàn)代化礦山工程中的應(yīng)用

在礦山環(huán)境治理過(guò)程中，相關(guān)部門(mén)可以利用無(wú)人機(jī)攝影測(cè)量技術(shù)進(jìn)行測(cè)繪，提高測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。現(xiàn)階段，社會(huì)各界更加注重礦山建設(shè)的環(huán)保性，這就需要做好礦山環(huán)境治理工作，恢復(fù)礦山生態(tài)環(huán)境。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，相關(guān)部門(mén)可以利用無(wú)人機(jī)攝影測(cè)量技術(shù)，在無(wú)人機(jī)中搭載更多傳感器，獲取雷達(dá)、真彩色、多光譜等礦區(qū)遙感數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)，應(yīng)用相關(guān)軟件對(duì)其進(jìn)行處理后，完成定性與定量分析工作，以獲取準(zhǔn)確的實(shí)時(shí)信息，了解礦山的環(huán)境治理和恢復(fù)現(xiàn)狀，對(duì)綠色礦山建設(shè)成果進(jìn)行有效分析。

4.2 在自然災(zāi)害救援中的應(yīng)用

在社會(huì)的快速發(fā)展中，出現(xiàn)了很多人為破壞自然環(huán)境的行為，導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境日益惡劣，洪澇災(zāi)害、地震、泥石流等自然災(zāi)害的發(fā)生更加頻繁。發(fā)生自然災(zāi)害時(shí)，相關(guān)部門(mén)需要盡快予以救援，獲取準(zhǔn)確的災(zāi)區(qū)信息，避免因自然災(zāi)害帶來(lái)嚴(yán)重的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失，并進(jìn)行災(zāi)后重建。通常情況下，發(fā)生大型自然災(zāi)害后，災(zāi)區(qū)與外地道路、通訊會(huì)被阻斷，救援部門(mén)無(wú)法及時(shí)地獲取災(zāi)情信息。為了解決這一問(wèn)題，相關(guān)部門(mén)需要引進(jìn)無(wú)人機(jī)攝影測(cè)量技術(shù)，及時(shí)獲取災(zāi)區(qū)的地形、地貌信息，對(duì)受害者位置進(jìn)行標(biāo)記，獲取清晰的災(zāi)區(qū)影像，并及時(shí)將各項(xiàng)信息傳輸?shù)骄仍兀兄诰仍?duì)伍迅速制訂救援方案，為受害者的生命安全提供保障。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量技術(shù)作為一種新興技術(shù)，能夠針對(duì)環(huán)境復(fù)雜、范圍較大的區(qū)域進(jìn)行測(cè)量，其獲得的地形圖等測(cè)繪產(chǎn)品精度較高，能滿足大比例尺測(cè)圖對(duì)精度的要求。測(cè)量單位可以充分無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量技術(shù)優(yōu)勢(shì)，將其應(yīng)用到相關(guān)領(lǐng)域的工程測(cè)量中，以提高測(cè)量工作的質(zhì)量和效率。

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