無人機(jī)航測技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用探討

董競遙

摘 要：隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，我國的無人機(jī)技術(shù)也獲得了突飛猛進(jìn)的進(jìn)步，對于小型的無人機(jī)來說，無論是在它的飛行時(shí)間，飛行質(zhì)量，還是在它的航測技術(shù)之上，都有了突飛猛進(jìn)的進(jìn)展和突破，成為了最近幾年以來，最受關(guān)注和青睞的一種航空遙感方式，并且在遙感界取得了十分理想的發(fā)展前景。因此，本文針對無人機(jī)的航測技術(shù)，進(jìn)行了深入的探究和分析，從無人機(jī)攝影系統(tǒng)組成入手，交代了無人機(jī)航測的實(shí)際應(yīng)用情況，為日后開展無人機(jī)航測技術(shù)的研究工作提供了一定的理論基礎(chǔ)和科學(xué)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：無人機(jī)；航測技術(shù)；應(yīng)用；攝影系統(tǒng)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.12.012

1 引言

將無人機(jī)作為平臺的拍攝系統(tǒng)就是無人機(jī)航攝系統(tǒng)，簡稱UAV，小型的影像傳感器會搭載在無人機(jī)之上，通過衛(wèi)星導(dǎo)航以及通訊的技術(shù)，來實(shí)現(xiàn)低空的航攝飛行，從而對地面的一些影像進(jìn)行獲取的一種系統(tǒng)。這種無人機(jī)航攝系統(tǒng)具有諸多的優(yōu)勢，它不會過多的受到外部環(huán)境的影現(xiàn)象，同時(shí)成本較低，而且分辨率高，作業(yè)的周期短，為工程數(shù)據(jù)獲取的工作提供了十分有利的條件，廣泛的應(yīng)用到了工程數(shù)據(jù)的獲取的工作之中。大力的發(fā)展低空的遙感行業(yè)，不僅能夠?yàn)槲覈鴶?shù)據(jù)獲取工作提供一個(gè)有效的途徑，同時(shí)還可以對我國的航空遙感技術(shù)的加強(qiáng)和發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，從而提升我國空間數(shù)據(jù)的獲取、處理以及分析的能力，從而增強(qiáng)遙感數(shù)據(jù)分辨率的提升，減少我國對國外先進(jìn)的技術(shù)的依賴性。

2 無人機(jī)攝影測量系統(tǒng)的組成

2.1 硬件

對于無人機(jī)測繪遙感系統(tǒng)來說，它主要有五個(gè)組成部分，分別是飛行平臺、傳感器、飛行控制系統(tǒng)、地面監(jiān)控系統(tǒng)以及地面運(yùn)輸與保障系統(tǒng)。在我國，“垂直尾”型的無人機(jī)，“雙發(fā)”型的無人等是較為先進(jìn)和成熟的飛行平臺，單反的相機(jī)搭載其中，無人機(jī)的飛行系統(tǒng)也由自動駕駛儀、GPS導(dǎo)航儀、姿態(tài)控制儀、高度計(jì)、氣壓計(jì)等內(nèi)容組成。GPS為導(dǎo)航控制中的一個(gè)重點(diǎn)組成內(nèi)容，它可以對相機(jī)的方向進(jìn)行矯正。地面監(jiān)控系統(tǒng)氛圍了通訊、維護(hù)以及監(jiān)控系統(tǒng)。

2.2 軟件

同傳統(tǒng)的航測系統(tǒng)相比，無人機(jī)航測攝影系統(tǒng)往往具有更多的復(fù)雜性，因此，要想保障無人機(jī)的攝影系統(tǒng)，能夠?qū)τ跋襁M(jìn)行快速的處理，就必須要針對相應(yīng)的軟件配置進(jìn)行不斷的完善。

對于無人機(jī)航空攝影軟件來說，它主要是應(yīng)用到了航空拍攝的任務(wù)規(guī)劃之中，它的主要功能包括了，對設(shè)計(jì)的成果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和繪圖，并且將攝影區(qū)分為自動和半自動的區(qū)域，通過對曝光點(diǎn)間距的自動調(diào)整來確定最終的方向指標(biāo)。而在行攝的質(zhì)量快速檢測的軟件中主要包含了以下幾點(diǎn)內(nèi)容，分別是對瀏覽影像的質(zhì)量檢查，重疊度指標(biāo)的檢查，旋轉(zhuǎn)偏角指標(biāo)的檢查，影像自動批量大號的檢查以及飛行數(shù)據(jù)的覆蓋情況等等內(nèi)容，除此之外，這些軟件的系統(tǒng)配置也可以對無人機(jī)航攝系統(tǒng)整體的工作效率產(chǎn)生一定的影響，同時(shí)，也可以對飛行的質(zhì)量做出一個(gè)準(zhǔn)確的評估和檢查，在這些內(nèi)容之中最核心的內(nèi)容就是偏轉(zhuǎn)角和重疊度，這兩項(xiàng)內(nèi)容必須要滿足航測所提出的要求，從而對整體照片的質(zhì)量來提供一個(gè)可靠的保障。

3 無人機(jī)航測的實(shí)際應(yīng)用

3.1 應(yīng)急救災(zāi)

由于我國的發(fā)展會受到一些自然災(zāi)害所產(chǎn)生的影響和阻礙，根據(jù)調(diào)查的結(jié)果顯示，我國平均每年會因?yàn)樽匀粸?zāi)害而損失將近2000億元的資金。因此，在災(zāi)害發(fā)生的過程中，我們必須要想盡對策來降低所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)損失，在災(zāi)害發(fā)生的過程中，還應(yīng)該對電網(wǎng)所承擔(dān)的傷害進(jìn)行減緩，應(yīng)該要做到電網(wǎng)的及時(shí)修復(fù)和重建工作，同時(shí)也應(yīng)該建立相應(yīng)的應(yīng)急救災(zāi)指揮中心，進(jìn)一步的加強(qiáng)應(yīng)急的手段，在災(zāi)害發(fā)生時(shí)，通過無人機(jī)航攝技術(shù)，可以對災(zāi)區(qū)的影像進(jìn)行高清的拍攝，從而在第一時(shí)間內(nèi)為指揮中心提供最準(zhǔn)確的影像資料，然而，災(zāi)害發(fā)生的過程中，往往會伴隨著較為惡劣的天氣情況，此時(shí)要想利用普通的衛(wèi)星拍攝，或是航飛，都無法獲取一個(gè)較高分辨率的影像，而利用無人機(jī)的低空航攝技術(shù)，就可以在第一時(shí)間內(nèi)或許再區(qū)的高清晰影像，從而為應(yīng)急救災(zāi)指揮中心的救災(zāi)工作的開展提供十分有利的條件。

3.2 繪制大比例尺地形圖

無人機(jī)航攝系統(tǒng)本身所具有的特征的功能的差異，會導(dǎo)致獲取的航空數(shù)碼影響出現(xiàn)一些較為明顯的出入，我們從一下幾個(gè)方面對無人機(jī)航攝影響的獲取和處理進(jìn)行了分析和探究。

首先，是航空攝影，通過無人機(jī)的平臺來對Canon5DMarkII數(shù)碼相機(jī)進(jìn)行搭載，從而對被測區(qū)開展航空的拍攝工作，獲取相關(guān)的影像資料。無人機(jī)航攝系統(tǒng)，在對信息采集的過程中，航線的設(shè)計(jì)是一個(gè)關(guān)鍵的組成部分，航線的設(shè)計(jì)必須要考慮到影像所處區(qū)域的地形特點(diǎn)以及數(shù)碼相機(jī)所具有的功能，從而對航線的設(shè)計(jì)進(jìn)行不斷的優(yōu)化，從而保障所拍攝的影像能夠獲取一個(gè)較高的分辨率和質(zhì)量。

其次，是像片的控制測量。可以通過區(qū)域的不同來對像控點(diǎn)進(jìn)行安排，提升像控點(diǎn)的精密度，可以采取在區(qū)域中部增加平高點(diǎn)的方式，利用RTK、GPS靜態(tài)或測距導(dǎo)線測定像控點(diǎn)平面坐標(biāo)，采用GPS曲面擬合或圖根水準(zhǔn)測定像控點(diǎn)高程。

再次，是內(nèi)業(yè)的測圖。在那內(nèi)業(yè)的測圖開展的過程中，必須要在測量工作站上對地形的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，如果地面上存在影響影像清晰度的物品，必須要做好標(biāo)記的工作，內(nèi)業(yè)能定性的地形要素也可以直接用圖示符號的方式進(jìn)行標(biāo)注。

最后，要做好數(shù)字線劃的工作，要嚴(yán)格的按照CASS軟件所提出的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，對需要的數(shù)字地形圖進(jìn)行編輯，從而獲取一個(gè)完成、清晰度高、質(zhì)量好的最佳圖像。

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