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

摘要：在地形測(cè)繪工作中，通過(guò)航空攝影技術(shù)采集各種地理信息是重要的測(cè)量技術(shù)。近年來(lái)，無(wú)人機(jī)技術(shù)在我國(guó)的發(fā)展十分迅猛，發(fā)展出利用無(wú)人機(jī)技術(shù)開(kāi)展航空測(cè)繪的新型測(cè)繪技術(shù)。這種技術(shù)應(yīng)用更加靈活便捷，顯著提高了測(cè)量效率，也提高了地形測(cè)繪工作的安全性，因此，在地形測(cè)繪領(lǐng)域具有良好的發(fā)展前景。

關(guān)鍵詞：無(wú)人機(jī);航空攝影;測(cè)量技術(shù);地形測(cè)繪

一、無(wú)人機(jī)航空攝像測(cè)量技術(shù)在地形測(cè)繪中應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

1.1響應(yīng)能力強(qiáng)

在無(wú)人機(jī)航空攝像測(cè)量技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中，由于大多為低空飛行的模式，其可以脫離不良天氣狀況的影響，從而達(dá)到良好的數(shù)據(jù)響應(yīng)能力。而無(wú)人機(jī)航空攝像測(cè)量實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪Ｊ剑部梢员ＷC階段地形測(cè)繪過(guò)程中獲得幾百平方公里的航空測(cè)量信息數(shù)據(jù)。

1.2數(shù)據(jù)獲取及時(shí)

在無(wú)人機(jī)航空拍攝過(guò)程中，可在保證傳送影響高精準(zhǔn)性的同時(shí)，將數(shù)字化圖像轉(zhuǎn)化為三維正攝影影像圖，或者進(jìn)行三維可視化圖像轉(zhuǎn)化。相關(guān)數(shù)據(jù)圖像的可視化應(yīng)用，不僅可以為實(shí)際地形勘測(cè)工作提供有效的數(shù)據(jù)支持，而且可以通過(guò)與衛(wèi)星遙感、航空測(cè)繪等工作的結(jié)合，促使整體地形測(cè)繪精確程度得到有效的提升。

1.3機(jī)動(dòng)靈活性

由于無(wú)人機(jī)內(nèi)部具有精度較高的數(shù)碼成像設(shè)備，其具有傾斜、垂直攝像兩種功能，這種情況下無(wú)人機(jī)就可以在缺乏專(zhuān)業(yè)起降區(qū)域的基礎(chǔ)上，開(kāi)展正常的攝像測(cè)繪工作。相較于傳統(tǒng)航空攝像技術(shù)而言，無(wú)人機(jī)還可以通過(guò)預(yù)先飛行航線的設(shè)置，開(kāi)啟自動(dòng)飛行模式，從而在不良工況下保證良好的圖像拍攝精度。同時(shí)無(wú)人機(jī)可以通過(guò)多個(gè)地形測(cè)量航拍點(diǎn)的一次設(shè)置，在完成相應(yīng)航拍點(diǎn)數(shù)據(jù)采集過(guò)程中將周邊區(qū)域地面情況進(jìn)行實(shí)時(shí)上傳，從而提高整體工作效率。

二、無(wú)人機(jī)航空測(cè)量技術(shù)

2.1無(wú)人機(jī)航空測(cè)量技術(shù)工作流程

隨著無(wú)人機(jī)航空測(cè)量技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，由于其存在很多優(yōu)點(diǎn)，幫助我國(guó)工程測(cè)量解決了很多難題，促進(jìn)了工程事業(yè)的發(fā)展。在使用無(wú)人機(jī)進(jìn)行地面測(cè)量時(shí)，通常分為以下幾個(gè)步驟，如圖1所示。

2.2無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量技術(shù)工作原理

在使用無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量工作中，第一步選擇無(wú)人機(jī)類(lèi)型，以實(shí)際工作為依據(jù)確定適宜的無(wú)人機(jī)。在選定無(wú)人機(jī)后收集資料，隨后調(diào)試無(wú)人機(jī)，對(duì)無(wú)人機(jī)航空公司攝影路線進(jìn)行設(shè)計(jì)，以保障測(cè)量結(jié)果的基礎(chǔ)上制定最簡(jiǎn)潔路線，這樣既保障了無(wú)人機(jī)飛行航線的安全性，又減輕了工作人員的負(fù)擔(dān)。需要注意的是，設(shè)定路線時(shí)必須對(duì)現(xiàn)場(chǎng)勘察。第二步、低空拍攝，以像空點(diǎn)分布情況為依據(jù)獲取相應(yīng)圖片和數(shù)據(jù)資料，再對(duì)獲取后的資料進(jìn)行修正與處理。最后、應(yīng)用DEM和DOM處理像控成果，檢查獲取的最終結(jié)果，再制作成DLG，獲得最終信息并檢查提交。

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

3.1 像控點(diǎn)的布設(shè)

在引入無(wú)人機(jī)測(cè)繪技術(shù)的時(shí)候，應(yīng)該先做好像控點(diǎn)的布設(shè)工作。在整個(gè)技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中，像控點(diǎn)布設(shè)活動(dòng)是非常復(fù)雜的，其主要包括區(qū)域網(wǎng)布設(shè)和像控點(diǎn)測(cè)量。前者主要需要充分利用平高點(diǎn)技術(shù)，同時(shí)還要設(shè)置四條基線。如果對(duì)偏遠(yuǎn)地區(qū)進(jìn)行測(cè)繪，至少應(yīng)該設(shè)置六條基線，并且還要布設(shè)至少兩條旁向跨度基線，切實(shí)保證整個(gè)測(cè)繪工作的精度。除此之外，當(dāng)測(cè)繪區(qū)域呈現(xiàn)不規(guī)則特征時(shí)，則應(yīng)該在區(qū)域網(wǎng)布設(shè)時(shí)，對(duì)其拐角區(qū)域額外布設(shè)平高點(diǎn)。后者則需要使用GPS定位、RTK技術(shù)等模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)整個(gè)工作。這個(gè)過(guò)程需要測(cè)繪人員靈活使用各設(shè)備與工具，并使用網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)來(lái)與GPS-RTK系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)較好的聯(lián)動(dòng)，保證像控點(diǎn)測(cè)量活動(dòng)的精準(zhǔn)性與全面性。

3.2 空間三角測(cè)量

結(jié)合當(dāng)前我國(guó)地形測(cè)繪活動(dòng)使用無(wú)人機(jī)測(cè)繪技術(shù)的實(shí)際情況來(lái)看，整個(gè)測(cè)繪活動(dòng)需要使用空間三角測(cè)量技術(shù)，保障測(cè)繪活動(dòng)的精度。一般來(lái)說(shuō)，這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用主要是依托于空間三角模型，并結(jié)合相關(guān)理論合理布設(shè)加密點(diǎn)，完成后續(xù)的測(cè)量活動(dòng)。在布設(shè)加密點(diǎn)的時(shí)候，通常要選擇測(cè)量區(qū)域內(nèi)比較突出的位置，同時(shí)還要專(zhuān)門(mén)標(biāo)記各個(gè)加密點(diǎn)的距離。比如在比例尺為1：1 000的時(shí)候，加密點(diǎn)距離表現(xiàn)在地圖上應(yīng)該控制在1mm以上。在對(duì)河道、山谷等區(qū)域進(jìn)行測(cè)繪時(shí)，可以考慮提高航測(cè)節(jié)點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)高度差，以保證測(cè)繪活動(dòng)的穩(wěn)定性。在完成加密點(diǎn)布設(shè)活動(dòng)以后，就可以進(jìn)行空間三角測(cè)量工作，具體的測(cè)量工作包含多項(xiàng)內(nèi)容，主要有前期準(zhǔn)備、定向確定、測(cè)量數(shù)據(jù)傳輸。在這個(gè)過(guò)程中，各測(cè)繪人員應(yīng)該充分控制航測(cè)像素精度，并且還要根據(jù)實(shí)際情況來(lái)靈活調(diào)整精度控制水平。

3.3 無(wú)人機(jī)數(shù)字化測(cè)量和繪圖技術(shù)應(yīng)用

通過(guò)引入無(wú)人機(jī)測(cè)繪體系，使整個(gè)測(cè)繪工作趨于數(shù)字化與信息化。在獲取各類(lèi)地形信息以后，先在相關(guān)軟件中進(jìn)行地形數(shù)據(jù)的分析，結(jié)合當(dāng)前我國(guó)地形測(cè)繪的實(shí)際情況，測(cè)繪人員通常使用CAD等軟件來(lái)完成數(shù)字化建模工作，并對(duì)各個(gè)地形信息進(jìn)行相應(yīng)的轉(zhuǎn)化，為后續(xù)進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)分析提供參考基礎(chǔ)。通常，這個(gè)過(guò)程由系統(tǒng)自動(dòng)轉(zhuǎn)化數(shù)據(jù)和部分人工操作完成。當(dāng)數(shù)據(jù)信息被導(dǎo)入系統(tǒng)后，系統(tǒng)可以通過(guò)自動(dòng)配置來(lái)獲取DSM數(shù)據(jù)，并通過(guò)數(shù)據(jù)濾波來(lái)優(yōu)化DEM地形圖像。然后整個(gè)系統(tǒng)就會(huì)依托于之前的工作來(lái)優(yōu)化航拍測(cè)量模塊，并及時(shí)糾正錯(cuò)誤信息，獲取正射影像。

四、結(jié)語(yǔ)

新型無(wú)人機(jī)測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用有效提高了地形測(cè)繪的工作效率，為我國(guó)的城市規(guī)劃、水利交通等基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)以及各種工程項(xiàng)目提供參考數(shù)據(jù)。無(wú)人機(jī)技術(shù)在地形測(cè)繪領(lǐng)域中的應(yīng)用也使我國(guó)的測(cè)繪行業(yè)向?qū)崟r(shí)化、全天候以及全天時(shí)方向的發(fā)展，并且能創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，是我國(guó)地形測(cè)繪技術(shù)的主要發(fā)展趨勢(shì)之一。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：姚博（1986.06.14），性別：男;籍貫：遼寧朝陽(yáng);民族：漢;學(xué)歷：本科、學(xué)士;職稱(chēng)：工程師;職務(wù)：工程測(cè)量員;研究方向：工程測(cè)量、無(wú)人機(jī)航測(cè)。

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