無人機(jī)攝影測(cè)量技術(shù)在數(shù)字化地形測(cè)量的應(yīng)用分析

【摘要】隨著我國(guó)城市智能化發(fā)展規(guī)劃、建筑物景觀設(shè)計(jì)、智慧旅游城市建設(shè)等理念的逐漸推出和實(shí)施，人們就對(duì)創(chuàng)建城市真三維模型產(chǎn)生了非常濃厚的興趣。在這樣的背景下，無人機(jī)攝影設(shè)備就應(yīng)運(yùn)而生?，F(xiàn)階段，基于無人機(jī)攝影測(cè)量技術(shù)的三維建模與傳統(tǒng)三維建模方法相比較，就存在的較為明顯的優(yōu)勢(shì)。而無人機(jī)攝影測(cè)量技術(shù)在數(shù)字化地形測(cè)量中的應(yīng)用效果，就直接影響整個(gè)三維模型的創(chuàng)建質(zhì)量。本文主要對(duì)無人機(jī)攝影測(cè)量技術(shù)在數(shù)字化地形測(cè)量的應(yīng)用展開全面分析，以期能夠提高無人機(jī)攝影測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用效果。

【關(guān)鍵詞】無人機(jī)；攝影測(cè)量技術(shù)；數(shù)字化；地形測(cè)量

1、無人機(jī)攝影測(cè)量技術(shù)

基于無人機(jī)攝影測(cè)量技術(shù)創(chuàng)建的系統(tǒng)中就包含了無人機(jī)飛行平臺(tái)系統(tǒng)、飛行導(dǎo)航與控制系統(tǒng)、任務(wù)設(shè)備、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、地面監(jiān)控系統(tǒng)、綜合系統(tǒng)和其他裝置等。無人機(jī)飛行平臺(tái)系統(tǒng)中就含有機(jī)體、飛行控制系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)、起飛著重設(shè)備等裝置與部件。大多數(shù)無人機(jī)一般都是通過玻璃鋼與碳纖維符合材料支撐，能夠降低機(jī)體重量，有效延長(zhǎng)飛行時(shí)間，讓無人機(jī)飛行平臺(tái)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)更加合理，性能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定。無人機(jī)攝影測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用，不僅僅可以有效實(shí)現(xiàn)快速設(shè)計(jì)航線、攝影范圍檢查、數(shù)據(jù)信息實(shí)時(shí)傳輸，還從根本上解決了控制平行飛行狀態(tài)與姿態(tài)穩(wěn)定這兩個(gè)重要問題。無人機(jī)攝影測(cè)量系統(tǒng)中所包含的飛行平臺(tái)，擁有較高的分辨率遙感設(shè)備，并且這一設(shè)備能夠當(dāng)成記載傳感器使用，將低空高分辨率遙感數(shù)據(jù)當(dāng)成主要應(yīng)用目標(biāo)，以此在短時(shí)間內(nèi)快速獲得和處理拍攝到的地形數(shù)據(jù)信息。

2、無人機(jī)攝影測(cè)量技術(shù)的測(cè)圖原理

2.1 航攝測(cè)量測(cè)圖的主要原理

航攝測(cè)量測(cè)圖所遵循的基本原理，就是利用對(duì)地面上存在的地形、地物等三維坐標(biāo)的收集，來詳細(xì)描述其所擁有的信息，隨后上傳給計(jì)算機(jī)，通過計(jì)算機(jī)繪圖技術(shù)來處理、呈現(xiàn)、輸出和普通地形圖存在一致的地形圖。航攝測(cè)量單相片測(cè)圖所擁有的原理就是讓中心投影能夠?qū)崿F(xiàn)透視轉(zhuǎn)變，立體測(cè)圖所擁有的測(cè)圖原理就是在實(shí)際投影過程中實(shí)現(xiàn)幾何反轉(zhuǎn)。

2.2 測(cè)量測(cè)圖所使用的主要方式

一般情況下，航攝存在綜合、全能和分工三種測(cè)量測(cè)圖方式。其中，綜合方式，就適合應(yīng)用在地形較為平坦的區(qū)域來開展大比例尺測(cè)圖。這種方式屬于單張相片測(cè)圖的范圍之內(nèi)，就是讓攝影測(cè)量和平板儀器進(jìn)行充分結(jié)合所獲得的測(cè)圖方式，綜合方式可以通過平板儀器測(cè)量出地面所擁有的高程與等高線，按照獲得更改完成完的航攝影片來確定地面點(diǎn)所處的平面位置；全面測(cè)圖方式，更加適合應(yīng)用在山地，其可以把立體像布置在立體測(cè)圖設(shè)備內(nèi)部，完成微小型地面幾何模型的創(chuàng)建，利用在建設(shè)完成后地面幾何立體模型上來開展測(cè)量工作，確定地面點(diǎn)所處的平面位置、高程與等高線，進(jìn)一步獲得最后所需要的地形圖。分工測(cè)圖方式，適合被應(yīng)用在丘陵地形之上，這種方式就是依據(jù)平面位置與高程分求原則，來開展測(cè)量測(cè)圖工作，其與全能測(cè)圖方式相比較，也是利用立體測(cè)圖測(cè)量設(shè)備來測(cè)量地面點(diǎn)所處位置、高程與等高線。

2.3 空中三角測(cè)量原則

空中三角測(cè)量原則就是為了對(duì)定向點(diǎn)與標(biāo)記點(diǎn)進(jìn)行校準(zhǔn)，加上實(shí)際工作開展時(shí)所需要使用的設(shè)備元素?cái)?shù)據(jù)信息。在空中三角測(cè)量工作開始之前，相關(guān)單位所要獲得資料就包含了航空攝影質(zhì)量書、編圖檔案、野外操作控制圖表及相關(guān)的測(cè)量手續(xù)和工作流程設(shè)計(jì)方案。

3、無人機(jī)攝影測(cè)量技術(shù)在數(shù)字化地形測(cè)量中的應(yīng)用

3.1 像控點(diǎn)的布置和設(shè)計(jì)

像控點(diǎn)工作的主要目標(biāo)就是為了讓影響更加清晰，給后期判刺與立體測(cè)量工作提供基礎(chǔ)。布置和設(shè)計(jì)的控制點(diǎn)要適應(yīng)公用需求，通常布置設(shè)計(jì)在航向或旁側(cè)方向六葉或五葉重疊處。控制點(diǎn)的布置應(yīng)該距離橡片1cm～5cm之間，綜合測(cè)圖方式的控制點(diǎn)應(yīng)該距離航向邊緣要在0.5cm～0.8cm之間，高程控制點(diǎn)點(diǎn)位目標(biāo)要選擇高程起伏程度較小的位置，呈現(xiàn)出線狀地物交點(diǎn)與平山頭為最佳狀態(tài)。地形起伏角度較大，例如山頂、狹溝等不能當(dāng)成點(diǎn)位目標(biāo)。另外，在目標(biāo)與像片這兩點(diǎn)條件之間發(fā)生矛盾時(shí)，就應(yīng)該先考慮點(diǎn)位目標(biāo)。

3.2 航空攝影

3.2.1 無人機(jī)航線的設(shè)計(jì)

無人機(jī)航線網(wǎng)布點(diǎn)應(yīng)該依據(jù)航線對(duì)每段來設(shè)計(jì)數(shù)量大約為6個(gè)的平高點(diǎn)。航線起始點(diǎn)與終點(diǎn)應(yīng)該布置在通過像主點(diǎn)，并且在方向線上呈現(xiàn)出垂直狀態(tài)的直線上面，在比較困難的情況下互相偏離，偏離距離不能大于半條基線。航線中間位置的控制點(diǎn)應(yīng)該布置在首端與末端控制點(diǎn)所處的中線之上，在比較困難的情況下可以向兩側(cè)偏離，偏離距離在一條基線之內(nèi)，其中一個(gè)點(diǎn)的最佳布置位置在中線上，應(yīng)該最大程度上杜絕兩個(gè)控制點(diǎn)向中線同一側(cè)出現(xiàn)偏離情況，如果發(fā)生同一側(cè)便宜問題時(shí)，最大程度不能超過一條基線。依據(jù)拍攝區(qū)域范圍、劃定與提供的分區(qū)所擁有的平均基礎(chǔ)面高程來開展無人機(jī)航線設(shè)計(jì)，盡可能確保航攝區(qū)域高差不超過設(shè)計(jì)航高的16%，測(cè)量區(qū)域之間的重疊保持在60%～70%之間。

3.2.2 航攝

在確定的航攝時(shí)間之內(nèi)，選擇地表植被少、覆蓋物少、云霧少、無沙、大氣透明度較好的季節(jié)開展攝影測(cè)量工作，同時(shí)按照地形所擁有條件之間的差異，嚴(yán)格遵循規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)太陽高度角來確定實(shí)際航攝時(shí)間。

3.3 空間三角測(cè)量加密作業(yè)的實(shí)際程序

空中三角測(cè)量作業(yè)的實(shí)際程序就是數(shù)據(jù)準(zhǔn)備工作→內(nèi)定向→人工量測(cè)、修測(cè)框標(biāo)（自動(dòng)量測(cè)框標(biāo)）→內(nèi)定向精度<限差→測(cè)航線拼接點(diǎn)→人工量測(cè)或修測(cè)內(nèi)業(yè)加密點(diǎn)（自動(dòng)匹配航線間的內(nèi)業(yè)加密點(diǎn)）→自動(dòng)匹配或計(jì)算航線內(nèi)的加密點(diǎn)→相對(duì)定向結(jié)束→計(jì)算、修測(cè)地面控制點(diǎn)的像點(diǎn)位置→設(shè)定測(cè)圖定向點(diǎn)→多項(xiàng)式平差→相鄰測(cè)區(qū)接邊、輸出最后成果→測(cè)區(qū)加密技術(shù)。

3.4 內(nèi)業(yè)數(shù)字化地形測(cè)量圖

通過像片準(zhǔn)備與定向工作以后，才能開展數(shù)字化地形地貌測(cè)繪工作。立體測(cè)圖可以選擇野外調(diào)繪完成后測(cè)圖與內(nèi)判測(cè)圖完成后進(jìn)行外業(yè)對(duì)照、補(bǔ)測(cè)與補(bǔ)調(diào)等方式。

結(jié)語：

隨著城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，無人機(jī)攝影測(cè)量技術(shù)就在數(shù)字化地形測(cè)量中得到了廣泛應(yīng)用。但盡管我國(guó)無人機(jī)攝影測(cè)量技術(shù)已經(jīng)獲得了可觀的成果，仍需不斷的完善和優(yōu)化。然而在系統(tǒng)安全性及相關(guān)配套設(shè)施的持續(xù)進(jìn)步，無人機(jī)攝影測(cè)量技術(shù)在數(shù)字化地形測(cè)量中的應(yīng)用效率，將獲得大幅度的提高，這對(duì)我國(guó)測(cè)繪工作就有著十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]徐燦.關(guān)于無人機(jī)攝影測(cè)量技術(shù)在數(shù)字化地形測(cè)量的運(yùn)用分析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2017（16）：295-295.

[2]趙巖，張?jiān)蕽軡?無人機(jī)攝影測(cè)量技術(shù)在數(shù)字化地形測(cè)量的應(yīng)用[J].工程技術(shù)：文摘版：00100-00101.

作者簡(jiǎn)介：

王秀穎（1984），女，漢族，安徽省蕪湖市人，測(cè)繪工程師，本科學(xué)歷，本科在讀，單位：華東冶金地質(zhì)勘查局物探隊(duì)。