無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)在帶狀地形測(cè)繪中的應(yīng)用探析

劉小平

摘要：無(wú)人機(jī)測(cè)量系統(tǒng)是通過(guò)無(wú)人機(jī)搭載高分辨率、體積小的相機(jī)，在地面控制系統(tǒng)的控制下，按照既定路線拍攝目標(biāo)區(qū)域的影像，獲取地形地籍信息的一種技術(shù)系統(tǒng)，由于成本低、測(cè)圖效率高、數(shù)據(jù)時(shí)效性強(qiáng)、精確度高的優(yōu)點(diǎn)，在帶狀地形圖測(cè)圖項(xiàng)目中得到了廣泛的應(yīng)用。本文對(duì)無(wú)人機(jī)測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行了介紹，并對(duì)其在帶狀地形圖項(xiàng)目中的應(yīng)用步驟和內(nèi)容進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：無(wú)人機(jī)測(cè)量系統(tǒng)；帶狀地形圖；應(yīng)用

無(wú)人機(jī)航測(cè)系統(tǒng)通常是由無(wú)人機(jī)技術(shù)、無(wú)線通信及攝影測(cè)量等技術(shù)結(jié)合而成，但其最終成像需借助高分辨率數(shù)碼相機(jī)來(lái)完成，獲取實(shí)地圖像后系統(tǒng)再對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行處理分析。簡(jiǎn)而言之，無(wú)人機(jī)航測(cè)系統(tǒng)分辨率高、效率高、實(shí)用性強(qiáng)，頗具競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，且其兼容性強(qiáng)、適用范圍廣，因此在許多領(lǐng)域得到了推廣與應(yīng)用。無(wú)人機(jī)航測(cè)適用于各種地形環(huán)境的測(cè)量，能為測(cè)繪行業(yè)的發(fā)展提供技術(shù)保障。對(duì)無(wú)人機(jī)航測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行研究時(shí)，需不斷累積實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，為現(xiàn)代化社會(huì)的建設(shè)奠定基礎(chǔ)。

1無(wú)人機(jī)航測(cè)概述

無(wú)人機(jī)起源于美國(guó)軍事戰(zhàn)爭(zhēng)，但由于當(dāng)前無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)在我國(guó)得到了最佳應(yīng)用與發(fā)展。無(wú)人機(jī)航測(cè)系統(tǒng)是多種現(xiàn)代化科技的結(jié)合體，通過(guò)數(shù)碼相機(jī)來(lái)完成對(duì)信息的獲取，再對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析與處理。在操作過(guò)程中，因測(cè)量的地理環(huán)境和地質(zhì)環(huán)境不確定，所以需根據(jù)實(shí)際情況，對(duì)無(wú)人機(jī)航測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。相較于其他測(cè)量技術(shù)，無(wú)人機(jī)航測(cè)是一項(xiàng)較先進(jìn)的高空作業(yè)新技術(shù)，且該技術(shù)能有效提高地形測(cè)量的準(zhǔn)確度，并能節(jié)約大量測(cè)量時(shí)間，因此該項(xiàng)技術(shù)在測(cè)繪領(lǐng)域中頗具競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。當(dāng)前，我國(guó)無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)在相關(guān)領(lǐng)域已取得了一定成果，但仍然存在一些缺陷，主要問(wèn)題體現(xiàn)在拍攝像素和攝影技巧不佳，圖像模糊等，由此可見(jiàn)，無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)還需得到更為深入的研究與分析，根據(jù)實(shí)際地勢(shì)地形以及測(cè)量環(huán)境，選擇適合的測(cè)量?jī)x器設(shè)備，并制定合理的實(shí)施方案，不斷完善測(cè)量過(guò)程，使我國(guó)無(wú)人機(jī)航測(cè)的技術(shù)水平得到有效提高。

2無(wú)人機(jī)航測(cè)在實(shí)際測(cè)量中的流程

2.1設(shè)計(jì)方案

在掌握測(cè)量目標(biāo)之后，最開(kāi)始需要開(kāi)展數(shù)據(jù)收集工作，其中需要掌握地形的分布情況，地形的總面積及總長(zhǎng)度，測(cè)繪地區(qū)的地形條件，飛行時(shí)期的總時(shí)長(zhǎng)，飛行時(shí)期的總消耗及重點(diǎn)測(cè)量區(qū)域等內(nèi)容。等到數(shù)據(jù)收集工作結(jié)束之后，集中測(cè)量技術(shù)人員開(kāi)展分析探討，對(duì)于測(cè)量的重點(diǎn)及總體工作量，制定完整的測(cè)量方案，接著就是分析方案的可行性，借助計(jì)算機(jī)來(lái)模擬工作流程，判斷方案的可行性，最主要的就是保證方案的完整性。

2.2外業(yè)測(cè)量

外業(yè)測(cè)量的主要內(nèi)容就是設(shè)置標(biāo)志。設(shè)置標(biāo)志指的就是在開(kāi)展測(cè)量工作的時(shí)候，掌握方案設(shè)計(jì)時(shí)期的重點(diǎn)內(nèi)容，例如某個(gè)部分存在連續(xù)轉(zhuǎn)彎的情況，這樣就需要在測(cè)量工作開(kāi)始之前設(shè)置標(biāo)志，當(dāng)作重點(diǎn)的內(nèi)容來(lái)讓人們注意。外業(yè)測(cè)量的主要目的就是突出方案里面的重點(diǎn)，確保測(cè)量能夠有序地開(kāi)展，這項(xiàng)工作屬于航測(cè)工作的基礎(chǔ)保障。

2.3內(nèi)業(yè)空三

內(nèi)業(yè)空三的內(nèi)容就是控制測(cè)量、開(kāi)展測(cè)量以及加密像控這幾項(xiàng)內(nèi)容，在開(kāi)展這項(xiàng)工作的時(shí)候，最開(kāi)始需要掌握這個(gè)地區(qū)的氣象條件，防止無(wú)人機(jī)在惡劣天氣工作。在測(cè)量時(shí)期，所有的工作都是在智能條件下開(kāi)展，所以不需要借助較多的人力，不過(guò)需要按照測(cè)航的飛行高度來(lái)設(shè)置焦距的調(diào)整程序，確保飛行高度中不存在障礙物。加密像控就是因?yàn)樵诤綔y(cè)時(shí)期存在一些系統(tǒng)誤差，所以需要借助自檢校平差來(lái)消除像點(diǎn)量測(cè)所存在的誤差，這個(gè)工作需要使用智能設(shè)備。

2.4對(duì)于資料的研究

資料研究指的就是對(duì)于航測(cè)結(jié)果的研究，其中需要進(jìn)行檢查、調(diào)整以及完善。所謂的過(guò)程檢查指的就是檢查建模過(guò)程以及補(bǔ)繪過(guò)程，在這個(gè)過(guò)程需要根據(jù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)開(kāi)展工作。在這個(gè)過(guò)程，1∶2000比例尺地圖繪制，需要把誤差控制在0.8m到1.2m之間，垂直的誤差需要控制在0.6-1.0m之間。在開(kāi)展補(bǔ)繪工作過(guò)程中，距離的誤差在0.5-0.8m之間，垂直的誤差在0.5-0.8m之間，內(nèi)容檢查就是檢查全部的測(cè)量數(shù)據(jù)，確保所有的結(jié)果都能夠符合方案設(shè)計(jì)要求以及基本的測(cè)量需求，要是產(chǎn)生較多的問(wèn)題，就需要開(kāi)展專項(xiàng)測(cè)量來(lái)進(jìn)行矯正。

3無(wú)人機(jī)測(cè)量系統(tǒng)在帶狀地形圖測(cè)圖項(xiàng)目中的應(yīng)用

3.1像控布設(shè)及施測(cè)

在帶狀地形圖測(cè)圖項(xiàng)目中，無(wú)人機(jī)航測(cè)的無(wú)人機(jī)像控布設(shè)通常會(huì)采用平高區(qū)域網(wǎng)單航帶雙模型布點(diǎn)方案，在布設(shè)多個(gè)控制點(diǎn)之后，采用靜態(tài)作業(yè)的方式。在遠(yuǎn)程超控下，到達(dá)制定測(cè)繪地點(diǎn)，通過(guò)對(duì)提前布控好的各個(gè)像片控制點(diǎn)或者顯著地標(biāo)進(jìn)行聯(lián)合測(cè)控，通過(guò)系統(tǒng)導(dǎo)航測(cè)繪技術(shù)對(duì)該帶狀地形圖測(cè)圖區(qū)域進(jìn)行全方位多角度的精準(zhǔn)測(cè)繪。

3.2影像處理

3.3.1空中三角測(cè)量技術(shù)的實(shí)施

在空中三角測(cè)量技術(shù)中，需要應(yīng)用到PixeIGrid高分辨率遙感影像一體化測(cè)圖系統(tǒng)，以及PAT-B光束法平差軟件，具體技術(shù)實(shí)施流程如下：①數(shù)據(jù)準(zhǔn)備。明確并設(shè)置好各項(xiàng)航拍參數(shù)，比如說(shuō)相機(jī)焦距、像主點(diǎn)坐標(biāo)、像元大小，對(duì)航拍POS數(shù)據(jù)、控制點(diǎn)坐標(biāo)文件進(jìn)行復(fù)核；②校正畸變差。非測(cè)量相機(jī)的使用引起了較大的畸變差，因此必須進(jìn)行校正，并且采用VzLowCor校正影像，確保航拍影像不存在主點(diǎn)偏移及畸變的情況；③構(gòu)建測(cè)區(qū)高程文件。引入畸變差校正好的影像，自動(dòng)開(kāi)展內(nèi)定向作業(yè)，確立航帶初始偏移量，去除較大的誤差像點(diǎn)，剩余連接點(diǎn)進(jìn)行互交編輯作業(yè)；④成果獲取。在自動(dòng)相對(duì)定向時(shí)，影像中相對(duì)定向點(diǎn)應(yīng)該超過(guò)900個(gè)，并且是均勻合理分布的，再利用PAT-B光束法平差軟件，進(jìn)行區(qū)域網(wǎng)平差結(jié)算，將測(cè)區(qū)合并起來(lái)，應(yīng)用空三加密成果，輸出VortuoZo測(cè)圖工程文件。

3.3.2數(shù)字正射影像技術(shù)的實(shí)施

數(shù)字正射影像技術(shù)的具體實(shí)施流程為：①DOM技術(shù)的實(shí)現(xiàn)。其技術(shù)依據(jù)為淡漠型的內(nèi)外范圍原色及數(shù)字高程模型DEM，適用于格列模型數(shù)字化航空相片的影像重采樣作業(yè)，通過(guò)調(diào)色、裁減等手段生成標(biāo)準(zhǔn)分幅的正攝影圖像；②獲取單片正射影像。導(dǎo)入影像數(shù)據(jù)及加密成果后，系統(tǒng)可自動(dòng)生成DSM，并且自動(dòng)應(yīng)用合適的濾波處理措施，將之轉(zhuǎn)變?yōu)镈EM格式，隨后在VortuoZo測(cè)圖系統(tǒng)中，可以相片為單位進(jìn)行糾正，生成單片正射影像；③生成影像定位文件“tfw”。選取圖幅范圍中的單片正射影像，應(yīng)用Inpho軟件進(jìn)行拼接、裁切、正影像輸出等，生成影像定位信息文件“tfw”。

4結(jié)語(yǔ)

無(wú)人機(jī)測(cè)量系統(tǒng)的應(yīng)用，有效地解決了這一問(wèn)題，其工作效率高，而且受到場(chǎng)地、氣候因素的干擾比較小，機(jī)動(dòng)性強(qiáng)，在“短、平、快”的帶狀地形圖測(cè)圖中有著獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，因此得以廣泛應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

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[2]魯恒，李永樹(shù)，何敬等.無(wú)人機(jī)低空遙感影像數(shù)據(jù)的獲取與處理[J].測(cè)繪工程，2011，20（1）：51～54.

（作者單位：南昌鐵路勘測(cè)設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司）