無人機(jī)低空航攝在地形測繪中的應(yīng)用分析

【摘要】隨著無人機(jī)低空航測技術(shù)的不斷發(fā)展，其在工程地形數(shù)據(jù)采集中的應(yīng)用日益廣泛。本文主要從無人機(jī)低空航攝技術(shù)的基本概述與系統(tǒng)構(gòu)成入手，結(jié)合相關(guān)工程案例，探究無人機(jī)低空航攝在地形測繪中的具體應(yīng)用，力求通過分析能為相關(guān)的行業(yè)或工程，提供豐富的理論借鑒和思考。

【關(guān)鍵詞】無人機(jī)；低空航攝；地形測繪；數(shù)據(jù)采集

伴隨科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，基于航空攝影測量的理論基礎(chǔ)，無人機(jī)低空航攝技術(shù)日益成熟。在實(shí)際工程測繪領(lǐng)域中，無人機(jī)低空航攝技術(shù)，具備靈活機(jī)動的技術(shù)優(yōu)勢和快速響應(yīng)的能力，在低空航空測繪數(shù)據(jù)采集領(lǐng)域，有著巨大的應(yīng)用價(jià)值與發(fā)展空間，本文主要是對無人機(jī)低空航攝技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)探究。

1、無人機(jī)低空航攝技術(shù)的基本概述

在地形測繪中應(yīng)用無人機(jī)進(jìn)行航攝測量，相比較于衛(wèi)星遙感而言，數(shù)據(jù)測繪精度更高，成本較低，具有較高的應(yīng)用價(jià)值。在利用無人機(jī)航攝技術(shù)進(jìn)行工程測量時(shí)，主要的工作內(nèi)容就是對野外的像控點(diǎn)進(jìn)行準(zhǔn)確的布設(shè)和測量，在取得測區(qū)的影像數(shù)據(jù)后進(jìn)行業(yè)內(nèi)的空三加密和數(shù)字測圖。

在實(shí)際的測量過程中，無人機(jī)低空航攝能實(shí)現(xiàn)快速高效的測量，并且能獲取高精度的影像信息，因其具備較強(qiáng)的空間適應(yīng)能力，能到達(dá)一些人力無法到達(dá)的地方進(jìn)行信息采集，并且在具體的測繪飛行中，空間響應(yīng)能力較好。無人機(jī)能通過搭載其他數(shù)據(jù)設(shè)備實(shí)現(xiàn)和生成可視化的數(shù)據(jù)信息，進(jìn)行協(xié)同作業(yè)，在測繪過程中取得非常顯著的效果。因此，無人機(jī)低空航攝技術(shù)，為基礎(chǔ)地理信息采集提供了技術(shù)支撐，是建設(shè)數(shù)字城市的重要技術(shù)手段。

2、外業(yè)相控觀測與影像數(shù)字化流程分析

無人機(jī)外業(yè)航測數(shù)據(jù)采集，主要包括外業(yè)空三像控點(diǎn)測量與航攝數(shù)據(jù)采集兩方面，具體如下：

（1）外業(yè)空三像控點(diǎn)測量。在地形測繪中應(yīng)用無人機(jī)低空航攝，為確保成果輸出坐標(biāo)系統(tǒng)與地方坐標(biāo)系相統(tǒng)一，通常需采用GNSS設(shè)備事先布設(shè)一定數(shù)量的影像控制點(diǎn)。在實(shí)際的操控過程中，將GNSS定位與無人機(jī)航攝POS進(jìn)行充分融合，獲取數(shù)據(jù)測量領(lǐng)域中的地貌和地形數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄、傳輸和保存。盡管伴隨RTK、PPK差分無人機(jī)的出現(xiàn)，對傳統(tǒng)像控點(diǎn)數(shù)量要求有所降低，但無人機(jī)低空航攝過程中，合理布設(shè)像控點(diǎn)，確保成圖精度與降低外業(yè)強(qiáng)度，成為無人機(jī)低空航攝的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在設(shè)置像控點(diǎn)時(shí)，無人機(jī)低空航攝能利用無人機(jī)對觀測區(qū)域進(jìn)行有效測量，收集有效的技術(shù)信息，在整個(gè)的測量過程中，可根據(jù)實(shí)際的區(qū)域條件對測量儀器進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。

（2）航測數(shù)據(jù)采集。在地形測繪工程中，使用無人機(jī)進(jìn)行低空航攝測量，可運(yùn)用業(yè)內(nèi)的立體信息，對測區(qū)內(nèi)的地形和地質(zhì)做出綜合的采編和管理，進(jìn)一步保證測量信息的可靠性和精確度，構(gòu)建立體相對或三維模型，采用計(jì)算機(jī)測圖軟件進(jìn)行要素立體采集與數(shù)據(jù)編輯，本環(huán)節(jié)主要是對其中的地形結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)和一些物體的線節(jié)點(diǎn)的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行管理和控制，確保整個(gè)無人機(jī)航攝領(lǐng)域的數(shù)據(jù)信息精準(zhǔn)無誤。在使用無人機(jī)測量地面建筑時(shí)，需對建筑物外部輪廓矢量化與修整處理，在一些地形結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜或者測繪難度較大的地形區(qū)域，要做好標(biāo)記，確保整體測量效果的基礎(chǔ)上，對無人機(jī)完成信息采集，統(tǒng)一編碼立體信息。

3、無人機(jī)低空攝影成果調(diào)繪修補(bǔ)測與數(shù)據(jù)優(yōu)化

首先，對航空測繪的外業(yè)飛行記錄與航攝影像進(jìn)行快拼檢測，及時(shí)探測測區(qū)航攝漏洞，針對低空航攝的測量盲區(qū)，對無人機(jī)測繪和采集的數(shù)據(jù)資料進(jìn)行統(tǒng)一的對比和分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)沒有測量的地方，進(jìn)行補(bǔ)測。在地形測繪工程中采用無人機(jī)低空測量，即便存在航攝漏洞或盲區(qū)，均可在內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)分析中，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和補(bǔ)測，對于維護(hù)低空航空攝影測量的數(shù)據(jù)可靠性與現(xiàn)勢性有重要作用。常用的Pix4D航測軟件生成的DOM與DEM數(shù)據(jù)成果如圖1所示：

其次，針對影像矢量化數(shù)據(jù)，現(xiàn)場進(jìn)行外業(yè)調(diào)繪，標(biāo)注道路名稱、建筑物層數(shù)、工礦區(qū)注記等開展現(xiàn)場調(diào)查活動，對于部分漏繪、錯(cuò)繪地物，從紙質(zhì)影像圖或線劃成果圖予以標(biāo)定，后期開展修測與補(bǔ)測工作。

最后，無人機(jī)航測成果修補(bǔ)測時(shí)，隱蔽的區(qū)域或者需人工補(bǔ)測的方法進(jìn)行測量時(shí)，可采用CORS-RTK或GNSS結(jié)合全站儀數(shù)據(jù)采集的方式，開展要素地理信息測繪，同時(shí)針對線劃數(shù)據(jù)的空間準(zhǔn)確性與一致性可采用傳統(tǒng)手段進(jìn)行精度檢測，使用無人機(jī)進(jìn)行低空航攝補(bǔ)測，數(shù)據(jù)精度較高、空間信息多樣，有效降低人工因素的干擾，對于地形環(huán)境和氣候條件方面適應(yīng)性較強(qiáng)。

結(jié)語：

綜上所述，加強(qiáng)無人機(jī)低空航攝在地形測繪中的應(yīng)用研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，無人機(jī)航攝可更加安全和靈活的應(yīng)用于地形測繪之中，經(jīng)濟(jì)性和時(shí)效性均較高，但在地形測繪中需對無人機(jī)的低空航攝流程做好合理規(guī)劃，并對控制點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行精確測量。綜合地形測繪工程的實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，無人機(jī)低空航攝在地形測繪領(lǐng)域中的應(yīng)用能保證測量數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性，為地形測量和地形圖繪制提供可靠的數(shù)據(jù)信息，提升基礎(chǔ)地理信息采集的綜合效率與成果質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳相男.無人機(jī)傾斜攝影測量技術(shù)及其應(yīng)用[J].內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟(jì)，2018（09）.

[2]曹曉元.無人機(jī)傾斜攝影測量影像處理與三維建模的研究[J].江西建材，2018（01）.

作者簡介：

石憲軍（1969- ），男，漢族，山東曹縣人，大學(xué)學(xué)歷，高級工程師，現(xiàn)從事工程測量、建設(shè)工程（主要包括地形圖、竣工驗(yàn)收等），為城市規(guī)劃提供所需地形圖等相關(guān)的研究與管理工作。