測繪工程測量中無人機遙感技術(shù)的運用分析

韓小虎 范學(xué)振

摘? ? 要：目前在各類測繪過程測量工作中對低空無人機遙感技術(shù)的運用非常廣泛，它合理運用到了無人機的高靈活性、高效率性于高分辨率等等多種優(yōu)勢性能，專門用于高精度信息數(shù)據(jù)采集與處理。本文就以測繪工程測量中低空無人機遙感技術(shù)的基本理論為開題，全面分析了它的技術(shù)應(yīng)用特征與系統(tǒng)構(gòu)成，并對它在礦區(qū)測繪工程中的測量技術(shù)應(yīng)用要點與精度計算過程進(jìn)行分析，凸顯低空無人機遙感技術(shù)的巨大專業(yè)化優(yōu)勢。

關(guān)鍵詞：低空無人機遙感技術(shù);測繪工程測量;技術(shù)應(yīng)用;精度計算

1? 引言

低空無人機遙感技術(shù)可應(yīng)用于多個復(fù)雜地形區(qū)域，實施某些高難度的測繪工程測量作業(yè)，該技術(shù)的首要應(yīng)用優(yōu)勢就是提高測繪作業(yè)安全操作指數(shù)，同時最大限度降低測繪作業(yè)操作成本，同時相比于人工測繪在測繪精度上也具有較大優(yōu)勢。

2? 低空無人機遙感技術(shù)的基本技術(shù)應(yīng)用理論分析

低空無人機遙感技術(shù)具有相對較為明顯的技術(shù)優(yōu)勢特征與相對復(fù)雜但全面的系統(tǒng)構(gòu)成，下文將結(jié)合這兩點展開分析。

2.1? 低空無人機遙感技術(shù)的測繪技術(shù)優(yōu)勢

相比于傳統(tǒng)人工測繪作業(yè)，低空無人機遙感技術(shù)在測繪作業(yè)方面占有絕對優(yōu)勢，首先它就具備機動靈活、高分辨率與高效率三大技術(shù)優(yōu)勢特征，這三大技術(shù)優(yōu)勢特征確保了其作業(yè)中所采集數(shù)據(jù)的高敏感度與高處理效率。以礦區(qū)中所存在的某些應(yīng)急測繪項目為例，低空無人機遙感測繪技術(shù)就發(fā)揮了巨大的技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢，因為它能夠在相對起降困難的場地環(huán)境中取代直升機實施低空范圍的遙感測繪，例如在低洼湖泊、低谷、低海拔海洋、高山山麓等區(qū)域通過遙感測繪采集大量高清影像資料，其最高分辨率可可達(dá)到0.1m左右。另外在數(shù)據(jù)處理速度方面它也遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于目前比較流行的GPS和GIS技術(shù)，能夠達(dá)到單機攝影覆蓋面積200㎡以上，這就相比于常規(guī)人工測繪技術(shù)提高了超過40倍。再者，低空無人機遙感測繪技術(shù)還提供圖像測繪編輯與加密處理等豐富功能內(nèi)容，這些輔助技術(shù)都有效控制了礦區(qū)工程測繪作業(yè)成本。

2.2? 低空無人機遙感技術(shù)的測繪系統(tǒng)構(gòu)成

低空無人機遙感測繪技術(shù)在系統(tǒng)構(gòu)成方面相對簡單，大體上可拆分為兩大結(jié)構(gòu)體系，即遙感信息采集系統(tǒng)和遙感信息處理系統(tǒng)。在遙感信息采集系統(tǒng)中涵蓋了該技術(shù)的核心部分，例如遙感平臺、飛行控制系統(tǒng)和地面監(jiān)控系統(tǒng)，三大平臺系統(tǒng)恰好構(gòu)成了該技術(shù)的重要核心中軸線。這其中的低空無人機遙感平臺專門負(fù)責(zé)遙控?zé)o人機進(jìn)行信息采集和測繪相關(guān)工作，而飛行控制系統(tǒng)本體中也涵蓋了經(jīng)典的GPS定位器、陀螺儀以及加速器等等作業(yè)中核心設(shè)備，它們專門負(fù)責(zé)控制無人機的飛行高度、飛行速度與飛行位置，為數(shù)據(jù)精確采集提供主觀條件。而地面方面主要通過地面監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行無人機遙控操作，作為整個技術(shù)系統(tǒng)的中樞部分，它全面負(fù)責(zé)所有飛行參數(shù)的監(jiān)控與航線調(diào)整，確保無人機始終處于正確的航線上，以間接提高無人機的數(shù)據(jù)實時監(jiān)控精度。另外，低空無人機是能夠在天線接受設(shè)備的配合下深入到某些危險區(qū)域如海洋、高山山谷等等采集發(fā)送信息的，而GPS定位器與陀螺儀則確保無人機系統(tǒng)全程運行安全。

在遙感信息處理系統(tǒng)中包含了最重要的遙感影像處理技術(shù)，它還配合空中三角測量技術(shù)與全數(shù)字立體測量技術(shù)立體觀測并構(gòu)建數(shù)字高程DEM模型，同時提取、編輯重要數(shù)據(jù)信息，為地面后方監(jiān)控平臺生成具有高比例、高精度的正射地圖影像，該影像可主要應(yīng)用于后期測繪與編輯等等功能。

除上述系統(tǒng)構(gòu)成內(nèi)容以外，低空無人機遙感測繪技術(shù)系統(tǒng)中還有像片控制網(wǎng)、模型創(chuàng)建平臺以及立體測圖等等技術(shù)功能應(yīng)用模塊[1]。

3? 低空無人機遙感技術(shù)的基本技術(shù)應(yīng)用要點與測量結(jié)果精度計算

低空無人機遙感技術(shù)在礦區(qū)礦山測繪方面具有較高的技術(shù)應(yīng)用水平與優(yōu)越性，它能夠?qū)⒛承┨厥饣蛭ｋU地形的幾何測繪數(shù)據(jù)整合起來并加以測量，再配合地方環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)采集礦山測繪內(nèi)容進(jìn)行深度分析。一般情況下，低空無人機測繪技術(shù)針對礦山中地形成圖比例一般設(shè)置在1：2000范圍內(nèi)，且其測繪過程中對地物精度的整體要求不高，這體現(xiàn)出了它較好的技術(shù)應(yīng)用適應(yīng)性。

3.1? 低空無人機遙感測繪技術(shù)在礦區(qū)的測繪技術(shù)應(yīng)用要點

在礦區(qū)展開低空無人機遙感測繪技術(shù)作業(yè)，它首先應(yīng)該確立各個測點的高程坐標(biāo)，將DLG平面與DLG高程兩項內(nèi)容融合起來，明確并限制二者的測繪誤差，例如它的加密點與地物點誤差基本要控制在1.0m和1.5m范圍內(nèi)，DLG的高程誤差則要控制在1.20m（高程注記點）和0.80m（加密點）范圍內(nèi)。以下主要介紹低空無人機搖桿測繪技術(shù)的幾點重要技術(shù)應(yīng)用。

其一，前期準(zhǔn)備數(shù)據(jù)并結(jié)合航空示意圖對待測繪區(qū)域進(jìn)行分析，將模擬測繪影像與連接模型二者聯(lián)系起來，并存放于系統(tǒng)影像文件夾中備用。

其二，在測繪作業(yè)中就為工程項目自動定向定位。例如可結(jié)合相片相框與相機參數(shù)恢復(fù)測繪影相對位置，并定向建立相對坐標(biāo)系，再構(gòu)建一套三角測量軟件，將相片相框坐標(biāo)內(nèi)容導(dǎo)入到攝像機中，并明確所有影像的待定參數(shù)，例如新坐標(biāo)。

其三，在測繪過程中自動提取連接點，利用空三角測量軟件中的自動轉(zhuǎn)點功能再結(jié)合相鄰兩張拍攝影像的框標(biāo)坐標(biāo)明確數(shù)據(jù)同點名選取位置，生成一系列的影像連接位置，最后執(zhí)行自動轉(zhuǎn)點技術(shù)操作。

其四，對自動轉(zhuǎn)點操作中所涉及到的大量連接點進(jìn)行交互編輯。該流程中主要結(jié)合測繪指定區(qū)域中的所有影像點進(jìn)行GPS進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，同時輸入坐標(biāo)數(shù)據(jù)，認(rèn)真查看視圖影像連接點的具體位置及位置分布狀況，通過人工編輯添加點，再配合patb初次平差進(jìn)行計算，率先解決測繪工程測量中所有連接點的精度問題。隨后明確影響局部的連接點位置，實施航帶間的連接點優(yōu)化管理，同步實施平差解算。該過程主要是希望通過平差解算解決某些所存在的爭議點問題，最終消除所有爭議點信息，進(jìn)一步確保低空無人機遙感測繪過程的測點高精度。

其五，要在無人機遙感測繪技術(shù)中應(yīng)用到空三預(yù)覽與加密功能，該操作流程的目的是消除已存在的多余連接點，配合低空無人機實施低空三角測量，并設(shè)置測量工程權(quán)值與影響分辨率接近值。主要還是要通過path來實現(xiàn)空三加密計算過程。

其六，在測量結(jié)束后輸出空三結(jié)果，利用三角測量軟件對空三加密結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析，導(dǎo)出文件，制作生成DEM、DOM文件，同時確保數(shù)字化測圖及成果優(yōu)化調(diào)整[2]。

3.2? 低空無人機遙感測繪技術(shù)在礦區(qū)的測繪成果精度計算應(yīng)用要點

考慮到針對礦區(qū)的低空無人機遙感測繪技術(shù)在成果精度計算方面要同時利用到理論精度分析與實測數(shù)據(jù)精度分析，因此還要采用patb軟件完成這兩項計算技術(shù)內(nèi)容。首先在所收集數(shù)據(jù)文件夾查看其測量數(shù)據(jù)成果解算精度，再對其點坐標(biāo)殘差與控制點坐標(biāo)殘差進(jìn)行分析，最后進(jìn)行測量點坐標(biāo)加密處理。比如說，可首先利用殘差坐標(biāo)像點數(shù)據(jù)記錄記錄像點殘差數(shù)據(jù)，保證其像點精度大體控制在0.01m范圍內(nèi)，同時觀察坐標(biāo)殘差像點是否已經(jīng)超過了3倍中誤差值，如果超過3倍中誤差值要進(jìn)行粗差點處理，并設(shè)置組號將點中誤差控制在1/2像素范圍內(nèi)，提高連接點的基本精度要求[3]。

4? 總結(jié)

測繪工程測量中采用低空無人機遙感技術(shù)具有它一定的技術(shù)優(yōu)勢，因為該技術(shù)運用到了大量軟硬件平臺技術(shù)內(nèi)容，可配合無人飛行系統(tǒng)、GPS、各類3D測繪產(chǎn)品全面提高工程測繪精度，滿足測繪數(shù)據(jù)高精度需求，全面凸顯它相當(dāng)優(yōu)越的功能特性。

參考文獻(xiàn)：

[1]石大鵬.無人機遙感技術(shù)在測繪工程測量中的應(yīng)用[J].區(qū)域治理，2018（45）：132.

[2] 趙鈞儒，李壘，張明杰.測繪工程測量中無人機遙感技術(shù)的應(yīng)用研究[J].建材與裝飾，2018（42）：208～209.

[3] 張靖.論無人機遙感技術(shù)在測繪工程測量中的應(yīng)用[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計，2018（28）：3203.