大比例尺地形圖中無(wú)人機(jī)低空攝影測(cè)量系統(tǒng)的應(yīng)用探討

（韶關(guān)市國(guó)土資源技術(shù)中心 廣東韶關(guān)512026）

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我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展一定程度上促進(jìn)了測(cè)繪的發(fā)展，作為我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的基礎(chǔ)性行業(yè)，測(cè)繪行業(yè)對(duì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)以及整體經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到重要的作用。本文以無(wú)人機(jī)為實(shí)例，結(jié)合多個(gè)方面研究無(wú)人機(jī)低空攝影在大比例是地形圖繪制中的應(yīng)用，并且就無(wú)人機(jī)低空攝影測(cè)量系統(tǒng)在大比例測(cè)量圖中的精確度進(jìn)行分析。

大比例尺地形圖無(wú)人機(jī)低空攝影測(cè)量系統(tǒng)應(yīng)用

測(cè)繪行業(yè)作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的基礎(chǔ)性行業(yè)，對(duì)于數(shù)據(jù)的快速準(zhǔn)確獲取是大家關(guān)注的重點(diǎn)問題。我國(guó)現(xiàn)行的航空攝影測(cè)量技術(shù)進(jìn)行小面積地域測(cè)量會(huì)花費(fèi)較大的測(cè)量成本。無(wú)人機(jī)的出現(xiàn)解決了低空攝影測(cè)量問題，主要在于無(wú)人機(jī)具有多方面的測(cè)量?jī)?yōu)勢(shì)，不僅測(cè)量成本低，以緩慢的飛行速度能夠清楚的拍攝較多的測(cè)量范圍，同時(shí)無(wú)人機(jī)的靈活性較強(qiáng)，能夠快速、高效的獲取高精度低空影像，從而提升整個(gè)測(cè)繪成果的有效性。此外，無(wú)人機(jī)攝影經(jīng)過處理之后那些高精度的影像可以在城市規(guī)劃建設(shè)、城市重大工程項(xiàng)目的實(shí)施以及國(guó)土資源開發(fā)等眾多領(lǐng)域中應(yīng)用，對(duì)于測(cè)繪行業(yè)的發(fā)展以及我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的建設(shè)具有很大的幫助作用。

1 無(wú)人機(jī)低空攝影測(cè)量系統(tǒng)的組成分析

無(wú)人機(jī)低空攝影測(cè)量系統(tǒng)主要有三個(gè)部分組成，分別是無(wú)人飛行器、攝像處理軟件以及數(shù)字測(cè)圖系統(tǒng)三個(gè)部分組成。

其中無(wú)人飛行器的設(shè)計(jì)是通過采用獨(dú)特的輕量化機(jī)身設(shè)計(jì)方式進(jìn)行設(shè)計(jì)，機(jī)身的載重量為2千克，機(jī)翼長(zhǎng)度為100厘米。其起飛的形式主要采用彈射架的形式進(jìn)行起飛，采用硬著陸的方式來降落，起降場(chǎng)的選擇也往往比較簡(jiǎn)單，系統(tǒng)有效結(jié)合了傳統(tǒng)攝影測(cè)量技術(shù)以及測(cè)繪高新技術(shù)，可以測(cè)量到普通航空難以測(cè)量到的區(qū)域和位置，尤其是對(duì)于小區(qū)域的測(cè)量具有很高的性價(jià)比，具體的比例尺數(shù)據(jù)如下表所示：

表1

現(xiàn)代航測(cè)中的無(wú)人機(jī)影像處理軟件基本都是全數(shù)字化測(cè)量系統(tǒng)，能夠?qū)ΜF(xiàn)有的數(shù)碼相機(jī)影像、航攝相機(jī)影像等進(jìn)行綜合處理，這種軟件在普通飛機(jī)航攝以及無(wú)人機(jī)航攝中都能夠廣泛適用，通過多種匹配方式可以構(gòu)建空中三角測(cè)量網(wǎng)，結(jié)合空中遙感的低分辨率影像實(shí)現(xiàn)航測(cè)的高精度定位。該軟件系統(tǒng)的功能比較齊全，常見的功能有三角測(cè)量功能、自動(dòng)生成功能以及相機(jī)效驗(yàn)等功能。這些系統(tǒng)在應(yīng)用過程中具有如下特點(diǎn)，無(wú)論是傳統(tǒng)的大飛機(jī)影像數(shù)據(jù)還是無(wú)人機(jī)影像數(shù)據(jù)，都能夠進(jìn)行有效的處理，并且系統(tǒng)本身還支持GPS下的空三解算，還能夠?qū)Υ罅康臄?shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)化處理和匹配，該系統(tǒng)對(duì)硬件設(shè)備的配置要求較低，使用普通電腦就能夠?qū)崿F(xiàn)空三計(jì)算。數(shù)字測(cè)圖系統(tǒng)的應(yīng)用能夠有效的提升測(cè)量效率，大大的節(jié)省了人力資源以及物力資源，能夠提高地圖測(cè)繪的準(zhǔn)確性。

2 無(wú)人機(jī)低空攝影測(cè)量系統(tǒng)在大比例地形圖中的應(yīng)用

2.1 航空攝影和像片控制的實(shí)現(xiàn)

航空攝影作業(yè)的實(shí)施主要使用無(wú)人機(jī)航攝系統(tǒng)外搭載數(shù)碼相機(jī)進(jìn)行作業(yè)，對(duì)于地面分辨率的確定可以根據(jù)項(xiàng)目要求的比例尺來確定，航高在最后再進(jìn)行確定。像片控制主要分為兩個(gè)部分進(jìn)行，首先應(yīng)該布設(shè)像控點(diǎn)，相控點(diǎn)的布設(shè)主要在航線方向上按照10—15條基線進(jìn)行布設(shè)，在旁向上按照規(guī)定的基線進(jìn)行布設(shè)。像控點(diǎn)的布設(shè)需要能夠有效地控制住成圖的范圍，才能夠?qū)y(cè)量段的銜接區(qū)域提供保障。像控點(diǎn)應(yīng)該限制在航向有機(jī)旁向重疊的區(qū)域內(nèi)，并且把握像控點(diǎn)的編號(hào)原則，在布設(shè)好像控點(diǎn)之后再繪制布點(diǎn)示意圖進(jìn)行存檔，略圖需要完整的說明，并且與實(shí)地的位置保持一致。像控點(diǎn)坐標(biāo)的測(cè)繪可以使用全站儀或者是一些常規(guī)的儀器進(jìn)行測(cè)繪，精度以及施測(cè)要求應(yīng)該按照航測(cè)的具體規(guī)范執(zhí)行，測(cè)量中采用雙頻GPS接收機(jī)。

2.2 影像的預(yù)處理與編輯制作

無(wú)人機(jī)在航拍時(shí)其航攝系統(tǒng)可以與數(shù)碼相機(jī)進(jìn)行搭載，但是相機(jī)性能往往會(huì)對(duì)測(cè)量值的精確度造成影響。如果沒有對(duì)航攝影像進(jìn)行處理，其畸變差就會(huì)顯示較大，無(wú)法在后期空三測(cè)量階段直接應(yīng)用。因此，當(dāng)攝像進(jìn)行空三加密之前，需要對(duì)畸變差進(jìn)行更改，如果沒有室內(nèi)或者是室外高精度效驗(yàn)場(chǎng)輔助的情況下，鑒定報(bào)告的選擇通常是采用非量測(cè)數(shù)碼相機(jī)提供的報(bào)告，并且利用DPGrid系統(tǒng)所提供的技術(shù)對(duì)小幅影像畸變差進(jìn)行矯正。影像的編輯制作分為多個(gè)步驟，首先應(yīng)該根據(jù)空三加密成果，對(duì)無(wú)人機(jī)航攝所得的原始影像進(jìn)行重新采樣，使原始影像生成核線影像，然后采用自動(dòng)匹配的方式讓系統(tǒng)自動(dòng)匹配三維離散點(diǎn)，從而得到拍攝區(qū)域的DSM，通過自動(dòng)濾波的方式方可得到DEM，這種方式得到的DEM精度沒有很大的保障，因此需要對(duì)DEM進(jìn)行相應(yīng)的編輯，才能夠提升其精度的準(zhǔn)確性。通過對(duì)DOM以及DEM的校正就能夠得到完整的區(qū)域地圖，然后將整個(gè)區(qū)域?qū)胂嚓P(guān)軟件中進(jìn)行測(cè)圖，最終會(huì)生成系統(tǒng)的地形圖。

無(wú)人機(jī)對(duì)大范圍的地形圖進(jìn)行測(cè)制，其便捷、快速、準(zhǔn)確的優(yōu)勢(shì)特征能夠得以體現(xiàn)出來。但是采用無(wú)人機(jī)測(cè)量的方式也有其自身的局限性，對(duì)于地下光纜以及輸油管道等一些比較隱蔽的設(shè)施難以準(zhǔn)確測(cè)量出來，為了提高地形測(cè)量的準(zhǔn)確性，應(yīng)該將無(wú)人機(jī)測(cè)量與傳統(tǒng)測(cè)量的方式相結(jié)合，這樣才能夠提高地形測(cè)圖的整體效率。

3 結(jié)束語(yǔ)

無(wú)人機(jī)低空攝影測(cè)量系統(tǒng)對(duì)于大比例地形圖的測(cè)量具有可行性，不僅能夠提升影像的測(cè)量精度，同時(shí)還能夠提升測(cè)繪結(jié)果的時(shí)效性，通過對(duì)高精度低空影像進(jìn)行合理的處理，可以將其應(yīng)用于城市建設(shè)規(guī)劃以及國(guó)土資源的開發(fā)等多種領(lǐng)域當(dāng)中，可以更好地滿足社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)地理空間信息數(shù)據(jù)的需求，很大程度上推動(dòng)了我國(guó)測(cè)繪行業(yè)的快速發(fā)展，同時(shí)加快了我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的建設(shè)。

[1]王湘文,于啟升,王雅鵬等.無(wú)人機(jī)低空攝影測(cè)量系統(tǒng)在大比例尺地形圖中的應(yīng)用 [J].地礦測(cè)繪,2013,29(1):34-36.

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大比例尺地形圖中無(wú)人機(jī)低空攝影測(cè)量系統(tǒng)的應(yīng)用探討

■周長(zhǎng)江

P2[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-10-198-1

周長(zhǎng)江（1988～），碩士，助理工程師，研究方向?yàn)闊o(wú)人機(jī)低空攝影測(cè)量。