無人機(jī)航測(cè)在大比例尺地形圖測(cè)繪中的應(yīng)用探究

遼寧地礦測(cè)繪院 遼寧沈陽 110031

比例尺地形圖，尤其是1:500、1:1000、1:2000 地形圖，是各類工程建設(shè)不可或缺的基礎(chǔ)資料，廣泛應(yīng)用于地理國情普查、地籍調(diào)查、土地確權(quán)、城鄉(xiāng)規(guī)劃、國防建設(shè)等領(lǐng)域。經(jīng)緯儀測(cè)角、鋼尺測(cè)距、平板手工繪圖的測(cè)圖方式，操作難度大，每測(cè)一個(gè)碎步點(diǎn)都要經(jīng)歷繁瑣的步驟，作業(yè)效率極低，且測(cè)出的地形圖是紙質(zhì)圖。全站儀、GNSS-RTK 全野外數(shù)字測(cè)圖方法，雖然測(cè)點(diǎn)速度大幅提高，但帶來的是作業(yè)人員勞動(dòng)強(qiáng)度成倍增加。此外，全站儀測(cè)圖在導(dǎo)站過程中會(huì)累積誤差，GNSS-RTK 測(cè)圖容易受到信號(hào)的制約。

1 無人機(jī)航空攝影測(cè)量簡述

隨著科技的飛速發(fā)展，當(dāng)前在利用無人機(jī)航空攝影測(cè)量帶狀地形圖時(shí)，其作業(yè)質(zhì)量不斷提高。但是在開展帶狀地形圖實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)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(tǒng)的測(cè)量測(cè)繪技術(shù)，利用無人機(jī)航空攝影測(cè)量技術(shù)，操作更加簡單靈活、精準(zhǔn)度高，通過大量實(shí)踐應(yīng)用，目前無人機(jī)航空攝影測(cè)量技術(shù)已經(jīng)能完全滿足當(dāng)前的測(cè)繪需求[1]。

2 無人機(jī)拍攝系統(tǒng)的特點(diǎn)

（1）無人機(jī)可以根據(jù)不同的天氣情況、地表狀態(tài)以及地面狀況對(duì)其進(jìn)行拍攝，天氣本身對(duì)于拍攝的影響相對(duì)較小，無人機(jī)也可以做到遠(yuǎn)程操作，更加方便快捷，能夠讓操作本身更加靈敏，而不再完全局限于天氣對(duì)地形測(cè)量的控制。

（2）無人機(jī)使用成本相對(duì)較低，無論是平臺(tái)的搭建，還是無人機(jī)設(shè)備的日常維護(hù)、航拍設(shè)備的常規(guī)維護(hù)，其整體的管理成本都相對(duì)較低，但是所獲得的數(shù)據(jù)能夠滿足我國對(duì)于地形測(cè)量的實(shí)際需求。

（3）無人機(jī)多為人為控制。無人機(jī)的飛行高度可高可低，根據(jù)無人機(jī)所航拍的地形需求進(jìn)行選擇。由于無人機(jī)航拍其不受到地域的影響，工作人員可通過無人機(jī)航拍攝影獲得想要的信息。比如，無人機(jī)在進(jìn)行低空航拍的過程中，由于其自身所帶的攝像機(jī)分辨率較高，可以獲得質(zhì)量非常高的信息，能夠滿足人們對(duì)數(shù)據(jù)處理的要求，極大程度地提高數(shù)據(jù)的重疊度，進(jìn)而直接影響無人機(jī)的整體效果，并且體現(xiàn)得尤為明顯。

（4）無人機(jī)可以隨時(shí)攜帶，方便在任意場(chǎng)所轉(zhuǎn)換的工作，并不需要特意申請(qǐng)?jiān)摰孛娴目沼嗝娣e。隨著無人機(jī)航拍攝影系統(tǒng)的運(yùn)用越來越廣泛，其優(yōu)勢(shì)逐漸體現(xiàn)出來，越來越多的人開始重視無人機(jī)的應(yīng)用。無人機(jī)的應(yīng)用能夠幫助社會(huì)和科技發(fā)展，而小型無人機(jī)在地面上的觀測(cè)作用也已經(jīng)成為國際上的研究熱點(diǎn)[2]。

3 關(guān)于無人機(jī)在地形圖測(cè)繪中的應(yīng)用要點(diǎn)探究

3.1 像片的有效控制

在實(shí)際設(shè)計(jì)每一條飛行線路時(shí)，都應(yīng)該確保線路與線路之間的間隔處于合理且科學(xué)的狀態(tài)，確保影片的整體成像效果能滿足需求。在攝影測(cè)量的途中，需要確保整個(gè)測(cè)量區(qū)域的完整性，對(duì)其進(jìn)行全面覆蓋，讓該區(qū)域的航攝測(cè)量效果滿足需求，并且不斷減小測(cè)量的誤差。在測(cè)量區(qū)域內(nèi)無人機(jī)航攝的路線應(yīng)該不小于5 條，確保每一條航線與航線之間有相同的相片傾斜角、飛行路線的彎曲度以及旋轉(zhuǎn)角，并且符合我國的相關(guān)規(guī)定，保證相片的控制效果以及成像質(zhì)量。像控點(diǎn)的布設(shè)和編號(hào)需要注意以下兩點(diǎn)。

（1）像控點(diǎn)在實(shí)際布設(shè)時(shí)需要注重布設(shè)的全面性，其目的是確保在無人機(jī)航攝的過程中，整個(gè)測(cè)量區(qū)域得到全覆蓋，并且提高其測(cè)量的整體性與完整性。需要注重?zé)o人機(jī)像控點(diǎn)布設(shè)的科學(xué)性以及合理性，確保操作人員的操作效果。還需要復(fù)查像控點(diǎn)的布置是否合理。

（2）對(duì)所有的像控點(diǎn)進(jìn)行編號(hào)，提升無人機(jī)航行的效果。

3.2 注重航空攝像測(cè)試時(shí)，把握立體采編的測(cè)量

在地形圖測(cè)繪工作中應(yīng)用無人機(jī)技術(shù)的時(shí)候，尤其是利用該技術(shù)進(jìn)行地形測(cè)繪工作時(shí)，一定要對(duì)相關(guān)地形信息作出相對(duì)科學(xué)化收集。技術(shù)人員在運(yùn)用此項(xiàng)技術(shù)時(shí)，需要明確把握好所在地的特征，其目的在于確保測(cè)繪所得到的結(jié)果，能夠始終處于科學(xué)化的狀態(tài)。之后再次提升內(nèi)業(yè)立體采集信息的準(zhǔn)確度，但是，地形圖當(dāng)中的等高線與水涯線必須要依靠手繪的方式展開操作。從另一個(gè)方面展開分析，測(cè)繪人員需要注重所在地區(qū)的房屋信息測(cè)量工作，要確保測(cè)量收集到的房屋信息數(shù)據(jù)，都能夠記錄到相關(guān)信息收集系統(tǒng)當(dāng)中，避免房屋信息數(shù)據(jù)在收集過程中出現(xiàn)不應(yīng)有的差錯(cuò)。針對(duì)實(shí)際測(cè)量工作中所存在的差錯(cuò)，這時(shí)應(yīng)當(dāng)做好標(biāo)記工作，標(biāo)記工作的目的在于，方便后續(xù)外業(yè)工作的測(cè)量與采集，從而更為良好的確保地形特征的測(cè)量完整性[3]。

3.3 現(xiàn)場(chǎng)補(bǔ)測(cè)

利用無人機(jī)航測(cè)技術(shù)進(jìn)行大比例尺地形圖測(cè)繪時(shí)，雖然可以提升測(cè)繪精準(zhǔn)度與效率，但是也存在一定的缺陷，即在測(cè)量某些地形特征時(shí)，對(duì)于地形中一些結(jié)構(gòu)死角或相對(duì)隱蔽的位置難以測(cè)量，如此容易導(dǎo)致最終的測(cè)繪準(zhǔn)確性降低。為了有效提升測(cè)繪精準(zhǔn)度，需要在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行補(bǔ)測(cè)。通常情況下，對(duì)無人機(jī)航測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確性的分析和判斷，往往需要對(duì)測(cè)繪結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，即將一小部分的測(cè)量結(jié)果與測(cè)量圖結(jié)果進(jìn)行比較，以此找出測(cè)量中存在的錯(cuò)誤，并及時(shí)有效地進(jìn)行修正處理。而對(duì)于一些錯(cuò)誤比較明顯的位置，要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)的補(bǔ)測(cè)，在完成補(bǔ)測(cè)后進(jìn)行二次對(duì)比分析，目的在于找出測(cè)量誤差并進(jìn)行修正，從而有效提升測(cè)量的準(zhǔn)確性。

4 結(jié)語

綜上所述，在利用無人機(jī)航空攝影測(cè)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(shù)據(jù)和參數(shù)，同時(shí)能夠?qū)⑦@些數(shù)據(jù)應(yīng)用于生產(chǎn)生活和實(shí)踐中。由于無人機(jī)拍攝測(cè)量的操作簡單快捷，同時(shí)使用成本比較低、可拍攝范圍比較大等優(yōu)點(diǎn)，可以說是目前帶狀地形測(cè)量拍攝的最佳選擇。當(dāng)然，在使用過程中也發(fā)現(xiàn)一些問題，制約了人們?cè)诟訌V闊的范圍內(nèi)使用無人機(jī)拍攝，且這些亟待解決的問題如果不能及時(shí)有效地處理好，對(duì)于其使用范圍和使用效能一定會(huì)產(chǎn)生較大的影響，所以相關(guān)人員要不斷加快研發(fā)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(shè)備的使用率和準(zhǔn)確率，為無人機(jī)的帶狀地形拍攝發(fā)揮更加積極的作用，進(jìn)一步擴(kuò)大設(shè)備的拍攝空間并提升其拍攝質(zhì)量。