無人機航空攝影測量在帶狀地形圖測量中的應用探析

周 琳

(南寧市勘察測繪地理信息院，廣西 南寧 530000)

1 無人機航空攝影測量簡述

隨著科技的飛速發展，當前在利用無人機航空攝影測量帶狀地形圖時，其作業質量不斷提高。但是在開展帶狀地形圖實驗時，應該考慮到如何改變其中存在的問題，讓其操作更加靈活簡便。相比于傳統的測量測繪技術，利用無人機航空攝影測量技術，操作更加簡單靈活、精準度高，通過大量實踐應用，目前無人機航空攝影測量技術已經能完全滿足當前的測繪需求[1]。

2 無人機航空攝影測量技術的特點分析

無人機航空測量帶狀地形圖時具有以下幾個特點。(1)實效性。相比于其他測量方法，在數據存儲的時間上，無人機基本可與傳統的衛星測量達到相同的狀態。無人機數據可隨拍隨發，在短時間內完成對不同地區地形的測量，并且直接將數據返還給技術人員，由技術人員對數據進行分析。與此同時，無人機所提供的數據相對于其他測量方式更加準確。無人機航空攝影測量的價格適中，相比于一般的人工測量，利用無人機開展航空測量的性價比更高，并且所消耗的成本更少。(2)無人機本身受到的影響范圍相對較小。在多數情況下，無人機航空測量時都屬于低空環境測量，對場地并沒有過高的要求。與此同時，在無人機開展低空測量時，氣候條件對無人機的影響同樣相對較小。由于我國幅員遼闊，不同地區的自然天氣存在非常大的區別，如果天氣條件相對惡劣，很多時候人為的測量方式都難以實現。然而無人機并不會受到天氣的過多影響，其成圖清晰率較高，在一定程度上可以將這些問題逐一解決。(3)無人機獲取數據信息的速度較快，研究人員可以在短時間內建立相應的模型，并對該地區的地形進行深度研究[2-3]。

在利用無人機開展航空測量時，不僅有一定優點，也有一定缺點，只有對無人機航空攝影測量技術的優缺點進行分析，才能更好地利用無人機。在無人機航空測量過程中，主要有以下幾個優點。無人機雖然不能在5 000 m 以上的高空飛行，但是可以搭載多種先進的照相機，進而通過對鏡頭的靈活運用，避免云層的干擾，盡可能獲取清晰的圖片信息，并且可以在短時間內向相關人員提供所測地區完整的地形、地貌以及地物等信息。當然，無人機存在的缺點也是諸多專家學者一直討論和爭論的焦點，其中包括：無人機在飛行時會出現不穩定的狀態，由于無人機自身的重力較小，在飛行時會受到方向、風向、風力大小以及飛行角度過大、過小等一系列影響，直接導致無人機在飛行時出現了偏離航線的狀況。

3 無人機航空攝影技術對地形的測繪

開展無人機航空攝影測量分析時應做到以下幾點，這是航空測量工作開展前的準備，需要對無人機的攝影工作的整個流程進行明確分析和說明，因為是在空中做的三維測量工作，所以各項準備工作一定要充分，思考一定要嚴密，避免因為各種思考不到的原因導致意外發生或者測量不準確。在進行空中三維測量時應注意以下幾個方面。(1)確定進行空間三維計算的軟件，并能夠熟練掌握軟件的操作和使用方法。在大多數情況下，對于無人機拍攝的圖片，一般要求以JPG格式存儲，這對于大多數從事無人機拍攝工作的人員沒有難度，也是拍攝過程中時常遇到的技術要求。從工作技術角度來講，這是為了后續工作能夠更好、更可靠、更高效地完成。即，需要確保所有的相機相關設置能夠滿足本次攝影的實際需求，其中包括：焦距的調節、坐標點的調試、成像大小的調整等，這些都屬于無人機在開展航空攝影之前需要做的工作。與此同時，還需要合理設定無人機飛行航線，確保其飛行航線對本次設置帶來相對積極的影響、其測量的整體效果能滿足需求。(2)矯正差值。無人機在開展航空攝影測量時，因為各個地區的天氣變化往往反復無常，其中最常見也是最容易遇到的就是風，風力和風速等因素都會影響無人機的工作效率和工作質量。在很多時候，突然風力變大、風速變強等現象都會造成無人機在工作中出現飛行角度的偏轉，導致飛行不穩定、飛行拍攝效果達不到預期理想值。所以相關的工作人員在具體工作的過程中一般首先會明確無人機在實際測量時可能出現的誤差，進而采用相關程序對其進行矯正，使無人機最終所得到的圖像是滿足攝影需求、滿足本次測量實際要求的最終數據。(3)需要對測區的高層文件進行構建，就是要求在無人機開展實際測量之前對其進行差值矯正，進而使無人機拍到的圖像能夠進入高層文件，采用相關的參數數據就可以確定初始值和各種偏移量指標，通過自動相對定向分析就可以對其中偏差較大的點進行標記，通過各種相關聯、相連接的點進行相互的和相編，就可以獲得相應的結果，該結果是符合預期的結果、還是出現嚴重偏差的結果，取決于前期準備工作是否到位、是否科學合理和準確。(4)取得有效的成果。在無人機開展測量的過程中，需要自動定向過程，要求所有定向點所呈現的數據量大于900個成像點，其工作目的是確保布局的整體和合理性，通過相關的軟件對無人機航空攝影測量區域進行編輯和文件分析，并且開展相關的輸出工作，通過進一步加密提高文檔的儲存效果。(5)要求所有負責分析數據的工作人員的專業素質相對較高，需要定期加強所有工作人員的職業技能以及職業素養，并且按照我國相關的規章制度進行操作，確保無人機航空攝影所得到的一系列數據符合要求，誤差一般要求必須在可控范圍之內，這個可控范圍是作業需求的最低標準，只有這樣得到的圖像資料和各類數據才能滿足拍攝需求，為達到工作目的服務。所以這項工作非常重要，如果獲得數據的誤差明顯高于要求的范圍，那么拍攝的圖片就失去了應用價值。

4 野外實測成果質量檢查和驗收

應該采用科學的測量方式，對所得到的相關地貌以及地物等情況加以準確的標記處理，對房屋屋檐的寬度加以糾正。將高層的相關補測數據作為本次測量的最基本依據，要求在數據分析以及工作的過程中，仔細認真地完成任務，提高數據的檢測效果。還需要運用南方CASS9.0軟件對所有數據進行科學的編輯處理，形成相應的整飾圖，而在針對數字線劃圖質量精度的檢驗過程中，則需要利用跨域資源共享(Cross-Origin Resource Sharing，CORS)網絡以及實時動態(Real-Time Kinematic，RTK)野外測定的方式對所有的地貌點進行深度測定，在途中選擇50個顯著的地物點，目的是根據這些地物點更好地利用無人機航空測量技術，并對其進行分析與測量，其中涵蓋相關的道路交叉點、圍墻角以及房角等，通過科學的對比與分析，才能讓數字線畫圖的坐標與CORS網絡RTK所測定的數據坐標進行整合并加以分析，要求本次測量中的坐標精度誤差控制在0.29 m左右，而高程的精度誤差則需要控制在0.23 m左右，按照我國的相應標準CH/T 1020—2010《1∶500 1∶1000 1∶2000地形圖質量檢驗技術規程》中，有關地形圖上丘陵地物點高程中誤差為0.50 m。

5 結語

綜上所述，在利用無人機航空攝影測量帶狀地形圖的過程中，目的是更高效、更可靠地獲得帶狀地形圖的各種數據和參數，同時能夠將這些數據應用于生產生活和實踐中。由于無人機拍攝測量的操作簡單快捷，同時使用成本比較低、可拍攝范圍比較大等優點，可以說是目前帶狀地形測量拍攝的最佳選擇。當然，在使用過程中也發現一些問題，制約了人們在更加廣闊的范圍內使用無人機拍攝，且這些亟待解決的問題如果不能及時有效地處理好，對于其使用范圍和使用效能一定會產生較大的影響，所以相關人員要不斷加快研發更新的速度，將目前存在的各種制約因素逐步消除，并提高設備的使用率和準確率，為無人機的帶狀地形拍攝發揮更加積極的作用，進一步擴大設備的拍攝空間并提升其拍攝質量。