無人機(jī)航空攝影測(cè)量技術(shù)應(yīng)用展望

楊紅生

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及微處理機(jī)的應(yīng)用，對(duì)于測(cè)繪資料的需求也在不斷提高。無人機(jī)航空攝影測(cè)量技術(shù)作為一種新興的測(cè)量技術(shù)，在基礎(chǔ)地理信息采集中，航空數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量是最有效的手段之一。發(fā)展低空無人飛行器航測(cè)遙感系統(tǒng)是提高測(cè)繪現(xiàn)勢(shì)性的迫切需要，是做好應(yīng)急救急工作的迫切需要，是構(gòu)建數(shù)字中國、數(shù)字城市建設(shè)的迫切需要。

關(guān)鍵詞：人機(jī)；航空攝影；測(cè)量；發(fā)展

1 無人機(jī)航空攝影測(cè)量技術(shù)概述

無人機(jī)航攝技術(shù)的成熟與民用領(lǐng)域需求的不斷擴(kuò)大，使得該技術(shù)已滲透到民用領(lǐng)域的各行各業(yè)，它可以應(yīng)用于國家基礎(chǔ)地圖測(cè)繪、數(shù)字城市建設(shè)、通訊站點(diǎn)建設(shè)、國土資源調(diào)查、土地地籍管理、城市規(guī)劃、突發(fā)事件實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、災(zāi)害預(yù)測(cè)與評(píng)估、城市交通、網(wǎng)線鋪設(shè)、數(shù)字農(nóng)業(yè)、測(cè)繪、環(huán)境治理、生態(tài)保護(hù)、森林管理、礦產(chǎn)開發(fā)等領(lǐng)域，對(duì)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2 無人機(jī)航空攝影測(cè)量的特點(diǎn)

2.1 快速、高效、機(jī)動(dòng)、靈活

由于傳統(tǒng)航空攝影技術(shù)對(duì)機(jī)場(chǎng)和天氣條件的依賴性較大，成本較高，航攝周期較長，限制了數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量技術(shù)在大比例尺地形圖測(cè)繪中應(yīng)用。無人機(jī)遙感系統(tǒng)不需要專用機(jī)場(chǎng)，有多種起降方式，并且對(duì)天氣的依賴低。大大的提高了航空攝影測(cè)量的生產(chǎn)效率，并在應(yīng)急測(cè)繪、救災(zāi)中具有強(qiáng)大的作業(yè)能力。

2.2 影像分辨率高、現(xiàn)勢(shì)性高

目前無人機(jī)遙感系統(tǒng)搭載的主要遙感傳感器為面陣CCD數(shù)碼相機(jī)，且飛行高度低，使得其可采集到更高分辨率的遙感影像，用于大比例尺、高分辨率、高現(xiàn)勢(shì)性的測(cè)量任務(wù)。

2.3 系統(tǒng)作業(yè)能力強(qiáng)

適用于困難地區(qū)探測(cè)，載人機(jī)受天氣限制等因素不適合困難地區(qū)的航測(cè)任務(wù)，無人機(jī)在這方面有巨大的優(yōu)勢(shì)。

3 航空攝影測(cè)量技術(shù)在測(cè)繪工程中的應(yīng)用

3.1 在航空攝像測(cè)量中對(duì)像片的控制測(cè)量

航空攝像測(cè)量在進(jìn)行的過程中，運(yùn)用對(duì)像片控制點(diǎn)進(jìn)行特殊的設(shè)置和分布，再通過導(dǎo)航系統(tǒng)運(yùn)用有關(guān)的測(cè)量技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)像控點(diǎn)控制的測(cè)量區(qū)域地形進(jìn)行全面、準(zhǔn)確的測(cè)量，在像控點(diǎn)測(cè)量過程中，在進(jìn)行測(cè)量某些外業(yè)控制點(diǎn)時(shí)，一定要注意定位操作。通常情況下，把像控點(diǎn)中外業(yè)的控制點(diǎn)，有必要設(shè)置在道路的拐角或斑馬線上，切記一定要將其放在擁有明顯的特征和參照物的地點(diǎn)，在對(duì)其進(jìn)行測(cè)量時(shí)，一定要繪制各控制點(diǎn)的點(diǎn)之記，同時(shí)也要繪制他們整體的位置關(guān)系，達(dá)到方便以后測(cè)量的目的。

3.2 航空攝像測(cè)量時(shí)，立體采編的測(cè)量

在利用無人機(jī)拍攝測(cè)量地形的過程中，一定要確保采集各線狀地形結(jié)構(gòu)和物體線節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。進(jìn)而提升內(nèi)業(yè)立體采集信息的準(zhǔn)確度。但是，等高線與水涯線一定要用手繪的方法完成采集。

3.3 航空攝像測(cè)量中的空中三角測(cè)量

空中三角測(cè)量是常見的測(cè)量距離的方法，在航空攝像測(cè)量過程中，使用航空數(shù)碼攝像器材進(jìn)行空中三角測(cè)量可以精確的測(cè)量出地形的具體位置。通過實(shí)現(xiàn)編寫好相應(yīng)的程序，在實(shí)際運(yùn)行中系統(tǒng)能夠自動(dòng)完成設(shè)置并計(jì)算出相應(yīng)地形的位置，而不需要人工對(duì)其具體的航空數(shù)碼攝像器進(jìn)行內(nèi)定向設(shè)置。編寫空中三角測(cè)量程序的時(shí)候，首先，通過人工選擇連接點(diǎn)來保存一定的數(shù)據(jù)，然后通過編寫程序?qū)崿F(xiàn)空中三角的測(cè)量，從而使相對(duì)定向順利的完成。然后，分別對(duì)測(cè)量模型和測(cè)量航帶進(jìn)行連接的工作，再利用空中三角測(cè)量進(jìn)行計(jì)算，將計(jì)算得到的連接點(diǎn)和像控點(diǎn)作為調(diào)試信息，按照一定的地形航空攝像測(cè)量比例尺繪制出相應(yīng)的準(zhǔn)確地形圖。

3.4 外業(yè)補(bǔ)測(cè)的操作

在航空測(cè)量會(huì)存在一些測(cè)量不到的地形結(jié)構(gòu)和相對(duì)隱蔽的位置，這些位置在航空攝像測(cè)量中以及標(biāo)記好，這些測(cè)量不到的位置通常需要測(cè)量人員通過標(biāo)記地圖進(jìn)行外業(yè)補(bǔ)測(cè)的相關(guān)工作。在補(bǔ)測(cè)過程中，測(cè)量人員還可以根據(jù)實(shí)地測(cè)量到的一些數(shù)據(jù)與測(cè)量繪圖結(jié)果進(jìn)行比較，這些比較是有用的，通過這些比較可以檢測(cè)出航空拍攝測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性，從而對(duì)比較結(jié)果出現(xiàn)較大偏差的區(qū)域進(jìn)行改正。對(duì)隱蔽或者測(cè)量困難的區(qū)域進(jìn)行補(bǔ)充測(cè)量，然后進(jìn)行結(jié)果的對(duì)比找出測(cè)量的錯(cuò)誤區(qū)域并改正，可以保證整個(gè)區(qū)域的測(cè)量結(jié)果的精確性。

4 無人機(jī)航空攝影測(cè)量技術(shù)應(yīng)用展望

隨著科技的發(fā)展無人機(jī)必將在以下領(lǐng)域內(nèi)，代替?zhèn)鹘y(tǒng)測(cè)繪及載人飛機(jī)航空攝影測(cè)量，發(fā)揮自身優(yōu)勢(shì)：

4.1 防災(zāi)救災(zāi)與應(yīng)急測(cè)繪

無人飛行器以其機(jī)動(dòng)、靈活、高分辨率等優(yōu)勢(shì)，針對(duì)地震、滑坡、泥石流、防汛等重大自然災(zāi)害和復(fù)雜地理環(huán)境及極端氣候條件下的監(jiān)測(cè)及數(shù)據(jù)獲取。12小時(shí)內(nèi)到達(dá)測(cè)區(qū)，24小時(shí)內(nèi)完成影像的獲取和處理。為防災(zāi)救災(zāi)等應(yīng)急測(cè)繪提供第一手準(zhǔn)確資料。

4.2 新農(nóng)村、小城鎮(zhèn)建設(shè)及影像地籍

當(dāng)前，隨著小城鎮(zhèn)建設(shè)的進(jìn)一步深化和新農(nóng)村建設(shè)的發(fā)展，大量布局分散的中小城鎮(zhèn)及廣大鄉(xiāng)村需要有相應(yīng)的測(cè)繪手段提供保障服務(wù)。由于執(zhí)行這類航攝任務(wù)的手續(xù)繁雜、周期較長、成本費(fèi)用高、經(jīng)濟(jì)效益不好，現(xiàn)有的航空攝影專業(yè)單位一般很難承擔(dān)這類分散的小面積任務(wù)，無人機(jī)航空攝影測(cè)量以其低成本、快速、高效的特點(diǎn)能夠填補(bǔ)通用航空在這類航空攝影服務(wù)方面的空白。

4.3 環(huán)境、國土、礦務(wù)巡查監(jiān)測(cè)

在環(huán)境污染、國土查違、礦區(qū)環(huán)境變化日常巡查監(jiān)測(cè)方面，該系統(tǒng)能像巡邏哨般進(jìn)行定期與不定期監(jiān)測(cè)，在得到情報(bào)時(shí)能快速到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)，就地獲取可作為執(zhí)法依據(jù)的影像信息，及時(shí)控制污染程度，及時(shí)制止進(jìn)一步違法，及時(shí)了解礦區(qū)現(xiàn)狀直觀信息。以及進(jìn)行拆遷摸底調(diào)查等工作。

4.4 工程測(cè)量

無人機(jī)航空攝影測(cè)量可以獲取高達(dá)厘米級(jí)分辨率的遙感影像，能夠制作1：1000、1：2000等大比例尺數(shù)字正射影像圖、數(shù)字線劃圖等產(chǎn)品，可廣泛應(yīng)用于礦山、工廠、交通、水利、電力、市政等工程領(lǐng)域的勘測(cè)、選址、選線等工作中。

結(jié)束語

隨著科學(xué)技術(shù)不斷的發(fā)展，攝影測(cè)量技術(shù)逐漸向數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量的方向發(fā)展，其中無人機(jī)航空攝影測(cè)量在現(xiàn)實(shí)工程測(cè)量的應(yīng)用中適用范圍十分的廣泛，無人機(jī)航空攝影測(cè)量技術(shù)融合了多種先進(jìn)技術(shù)，表現(xiàn)出較多應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，主要有體積小、重量輕、反應(yīng)快、精度高、飛行條件低等技術(shù)特點(diǎn)，在大多數(shù)工程測(cè)量和相關(guān)領(lǐng)域中都具有一定的應(yīng)用價(jià)值。