無人機攝影測量的發展與應用

李進修

摘要：近幾年來，我國的經濟發展水平在不斷提高，國內的各項事業也都取得了眾多成就，越來越多的新技術應用到了傳統的行業中，深刻的改變著作業的效率、質量等方面。當前無人機技術逐漸發展，為人們的生產和生活帶來了極大的便利。另一方面，我國的航空攝影測量行業也在迅速發展，但是在具體的測量中還存在一些問題，經過行業不斷地發展無人機技術在航空攝影測量中得到進一步應用，推動我國的現代化進程。

關鍵詞：無人機攝影測量;應用

從現階段發展而言，測繪技術的應用越來越廣，為我國的經濟持續進步奠定了良好的保障。這其中，無人機攝影測量不但具有較強的操作性和響應速度，而且產品種類十分豐富，因此能夠有效完成測繪工程測量的基本工作。

一、無人機攝影測量概述

無人機攝影測量系統簡單的說就是使用油動或是電動的無人飛機攜帶高清相機在空中對所測物體連續拍照，獲取高重合度的影響照片的一套設備。傳統無人機攝影測量系統是僅僅只能獲得垂直地面向下的影響，以無人駕駛飛機作為平臺，以機載遙感設備獲取影像信息，用計算機對圖像信息進行處理，并按照一定精度要求制作成圖像。而近些年發展的傾斜攝影技術其顛覆了傳統無人機攝影技術生成的正射影像只能從垂直角度拍攝的局限，其通過在統一飛行平臺上搭載多臺相機，同事從一個垂直、四個傾斜等五個不同的角度采集影像，將用戶引入了符合人眼視覺的真實值觀世界。在小面積、大比例尺數字化地形測量技術服務中，無人機與載人飛機相比，它不但具有體積小、重量輕、反應快、造價低、使用方便等優勢，而且無人機系統操作也非常簡單，不受空域管制的影響，能夠快速到達檢測區，進行飛行、成像，極大地提高了工作效率。

二、測量技術的應用要點

1.無人機航空攝影

（1）航線設計方面

無人機在實際拍攝的時候，其具體航線設計需要采用分段設計的方式，以此制定8個平高點位置。為了防止在實際操作時出現區域差過大的情況，盡可能將其控制在1/8的范圍內，以此保證測量區域中會有一部分完全重疊，以此對后期的測量工作帶來便利。

（2）航空攝影方面

在實際拍攝的時候，盡可能選擇一些地表植物覆蓋量相對較少的地形，亦或者選擇一些完全不受覆蓋影響的地形。實際拍攝盡可能不要在一些條件較差的環境中進行，以此提升拍攝的清晰度和準確度。不僅如此，還需要根據實際拍攝地形的差異性，根據具體情況調整太陽高度角。

2.無人機攝影測量的控點布置

像控點的測量通常選用C級以及D級的控制點作為起始點以及檢測點，并將接收機與網絡RTK系統進行連接，以此展開像控點的測量工作。網絡RTK流動站往往需要在CORS的范圍內進行操作，以此進行相應的數據傳輸工作。再利用流動站設點的方式對具體參數予以測量。通常而言，測量觀測的次數至少要2次，對于每次獲得的數據內容都需要進行嚴格審查，以此確保其滿足具體規定的需要。

3.無人機攝影數據的處理

（1）比例調整

和影像坐標不同，相機坐標的測量往往需要提前利用影像畸變差進行調整。具體參數往往包括主點坐標、對稱參數、非對稱參數以及正比例系數。

（2）DEM數據匹配

DEM是獲取影像的高程內容，依靠對模型投影的方式，便可以完成DOM操作。根據當前情況而言，現如今應用最廣的便是PG軟件，以此對該環節中的問題進行處理。該軟件可以進行數據采集，以此匹配各種不同的DEM數據，以此保證測區中的DEM點全部都能滿足地面本身的特性。

三、無人機攝影測量技術在行業中的應用簡介

無人機攝影測量技術目前主要應用領域是地形測繪、不動產、國情普查、古建數字化等測繪領域，同時對于城市規劃、古建保護、工程、水利等多個行業起到了很大的輔助作用。

1.在地形、地籍測量中的應用

根據現有無人機航測技術的精度指標已經可以達到地面像素精度1CM左右，對應的平面精度可以實現5CM以內，高程在10CM以內，對于地形、地籍測繪來說此精度已經完全可以滿足1：500比例尺的測繪要求。從作業效率來說，速度比傳統測繪也大幅度的提高，在山地、水域、房屋密集區域、地形復雜區域可以充分發揮出無人機航測的效率優勢。同時還實現了某種程度上的質檢功能，比方通過航測地面影像或模型與地形圖進行疊加比較可以快速的查找到漏測、錯測的地物要素，保證了數據的準確性。

2.在古建保護中應用

在以往的古建保護中，建筑物的尺寸、色彩都是通過皮尺、相機等進行記錄，遇到高大建筑物還需要搭腳手架接近被測量物體，在效率、安全性、數據的完整性上面均有較大的缺陷。通過無人機航測中的傾斜攝影方式對測區進行測繪可以快速建立真實場景的三維模型，具有量測功能、同時也有真實物體的紋理，便于判讀，且十分有利于數字化存檔。在屋檐下方無人機難以航拍到的地方可以通過人工補拍、三維激光掃描儀等其他工作進行協同處理，在DPmodle等修模軟件的支持下可以實現無死角的三維數據，為文物保護領域提供了準確的檔案依據。

3.無人機攝影測量技術在地質災害中的應用

一旦發生地質災害，通過無人機攝影測量技術可以對地質災害形成的原因進行分析，通過遙感、地面調查等方式進行地質災害資料內容的獲取，明確區域中的水文、氣象、巖層等相關資料，分析地質的危險性，劃分災害的類別，為災害的防治提供對應的方法，觀察地質災害的動力活動或者地質的異常變化情況。無人機按照固定的線路飛行，從多角度獲取影像，從而能夠觀測到更加清晰、分辨率更高的影像類型，對災害位置進行定位，形成真實的三維立體模型。通過無人機的傾斜攝影與測量技術的結合，從多個角度進行影像數據的采集。

四、結語

無人機航攝系統的推廣應用是國家測繪地理信息局提升我國測繪技術裝備水平的重要內容之一。作為傳統航空攝影測量手段的有力補充，無人機航攝系統的應用不僅能夠大幅提升測繪應急保障服務能力，而且在構建數字中國、監測地理國情、重構建筑結構、提升社會管理效能等方面也發揮了積極作用。

參考文獻：

[1]桂新，祝紅英.淺析無人機航空攝影測量系統及應用[J].江西測繪（2）.

[2]文超.無人機航攝系統的推廣及無人機航空加密攝影測量編輯技術[J].自動化與儀器儀表，2018（8）.

[3]張莞玲.無人機低空攝影測量系統的應用[J].工程技術研究，2017（4）.

（作者單位：阜陽市測繪院有限責任公司）