無人機航空攝影測量內(nèi)外業(yè)一體化技術(shù)研究

孫可可 梁曉軍 趙小剛 樊濤

摘 ? 要：我國科技的飛速發(fā)展促進了無人機低空拍攝技術(shù)的完善，在對地形圖進行測繪的精度上得到了進一步提高，而隨著城市建設(shè)的不斷擴展，無人機低空航拍技術(shù)必然得到進一步的運用與發(fā)展?；诖?，本文首先簡單闡述了無人機拍攝測量系統(tǒng)的特點，分析了無人機航拍測量技術(shù)的應(yīng)用流程，隨后從像片控制、影像預(yù)處理以及空中測量三方面對無人機航空攝影測量內(nèi)外業(yè)一體化進行質(zhì)量控制，以此僅供相關(guān)人士交流參考。

關(guān)鍵詞：無人機航空攝影 ?內(nèi)外業(yè)一體化 ?質(zhì)量控制

中圖分類號：P221 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標(biāo)識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2019）08（a）-0003-02

1 ?無人機拍攝系統(tǒng)的特點

無人機航空拍攝系統(tǒng)的廣泛運用離不開其五大優(yōu)勢。（1）日常天氣情況和地表形態(tài)、地面情況對其拍攝產(chǎn)生的影響小，遠程操作的方式便捷易懂，也使得作業(yè)方式更加靈活迅捷[1];（2）無人機拍攝系統(tǒng)產(chǎn)生的成本相對較低，無論是無人機自身平臺的搭建，還是航拍設(shè)備的常規(guī)維護，以及其管理成本都較低[2];（3）人為控制無人接的飛行高度，可高可低，不僅可以獲得大量資源信息，更是在進行低空航攝時，獲取的影像信息分辨率高，提高信息質(zhì)量;（4）影響的重疊度可根據(jù)實際需要進行控制，后續(xù)處理的準(zhǔn)確性、可行性在大重疊度影響上體現(xiàn)得尤為明顯[3];（5）無人機攜帶方便，可隨身攜帶任意轉(zhuǎn)換作業(yè)場所，且空余無需申請。當(dāng)前，隨著無人機航攝系統(tǒng)的運用范圍的擴大及其體現(xiàn)出的優(yōu)勢，越來越多的人開始重視無人機的作用，對小型無人機在對地觀測上的作用的技術(shù)研究是國際上的研究的熱點，以期不斷提高無人機對地觀測系統(tǒng)的性能比。

2 ?無人機航拍測量技術(shù)的應(yīng)用流程

（1）嚴(yán)格篩選無人機種類。由于拍攝對象的具體性，無人機在進行實際航空拍攝測量時，技術(shù)操作人員應(yīng)考慮到航攝對象特性、測量具體要求來有選擇性的挑選合適的無人機，如對無人機的載荷、多旋翼機翼機固定翼的考慮，以保證并提高測量的實際效果。

（2）掌握測量區(qū)域最新信息。在掌握測量區(qū)域的相關(guān)信息資料后，整合利用，并可參考信息對無人機進行模擬運行，避免作業(yè)現(xiàn)場因無人機故障而無法順利開展工作。

（3）設(shè)計航攝路線。無人機的航攝路線關(guān)系著測量的質(zhì)量，根據(jù)掌握的測量區(qū)域信息，設(shè)計合理的飛行路線并不斷優(yōu)化，保證無人機飛行暢通，提高測量的準(zhǔn)確性與完整性。此外，對設(shè)計好的航攝路線也應(yīng)進行模擬測試。

（4）分析處理掌握的測量區(qū)域地形信息。尤其在進行低空飛行作業(yè)時，對測量區(qū)域的地形數(shù)據(jù)與信息進行精準(zhǔn)的分析處理有助于保證作業(yè)的順利完成。

（5）運用DOM于DEM軟件。DOM與DEM等軟件對像空成型的處理具有可靠性，對于處理結(jié)果要注意復(fù)查，如發(fā)現(xiàn)偏差及時采取糾偏措施，提高測量質(zhì)量[4]。

3 ?無人機航空攝影測量過程中的內(nèi)外業(yè)一體化質(zhì)量控制

3.1 像片控制

3.1.1 影響資料進行分析

利用無人機進行航攝測量時，為了避免飛行航線之間的重疊度與成像像片的重疊度不符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，在設(shè)計各條飛行線路時，要確保其線路間隔的合理性與科學(xué)性。另一方面，在航攝測量途中，要確保測量區(qū)域的完整性、覆蓋的全面性，為了降低測量誤差的出現(xiàn)，在測量區(qū)域內(nèi)同時進行的無人機航攝路線應(yīng)不少于5條，并且要保證像片傾斜角、飛行線路彎曲度、旋偏角符合規(guī)定要求。除此之外，在控制無人機的過程中，要重視其在飛行航空攝影作業(yè)中系統(tǒng)的準(zhǔn)確性、精確性，發(fā)現(xiàn)偏差及時調(diào)整，保證航攝系統(tǒng)的高精準(zhǔn)度，提高像片質(zhì)量，從而提高測量質(zhì)量。

3.1.2 布設(shè)像控點和編號

像控點的布設(shè)與編號需要注意一下兩點：（1）像控點布設(shè)。像控點的布設(shè)需要重視全面性，為保證測量區(qū)域的全覆蓋，測量的整體完善性，相關(guān)技術(shù)人員在利用無人機進行航攝測量時，一定要重視像控點布設(shè)的科學(xué)性、合理性，操作人員在進行實際航攝時，也應(yīng)注意復(fù)查像控點布設(shè)的合理性。（2）對像控點進行編號。通常回憶航線號加上點序號的形式來對像控點進行編號，這也是控制無人接航空攝影測量質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。

3.1.3 像控點的測量

CPR與全站儀等測量儀器可以對像空點坐標(biāo)進行較為精準(zhǔn)的測繪。為控制像控點測量結(jié)果的精確度與可靠性，在使用無人機進行航攝測量時應(yīng)嚴(yán)格遵循常規(guī)航攝測量外業(yè)相關(guān)規(guī)范，做好控制點測速接受工作。對于合格的像控點成果可采用workpass軟件來完成數(shù)據(jù)處理分析工作。

3.2 影像預(yù)處理

無人機航空拍攝系統(tǒng)的拍攝任務(wù)主要是交由自身安裝的費量測數(shù)碼相機來完成的，相機的參數(shù)比等性能是影響測量靜準(zhǔn)確的重要原因。由于存在較大的畸變差，未經(jīng)修正的航攝影像難以進行后續(xù)空空三角測量工作。因此，在缺乏高精度室內(nèi)外檢測場時，通常是先參考非量測數(shù)碼相機的評定結(jié)果，先矯正畸變差，再完成影像的空中三角加密工作。

3.3 空中三角測量

3.3.1 空三加密經(jīng)過像控點測量、像點聯(lián)接、平差計算過程

（1）對外控點進行量測。完成外控點的測量工作需先對測量區(qū)域的4個像控點進行測量評定，而借助模仿功能，對精準(zhǔn)度A目標(biāo)的測量工作將由剩下的像控點來完成。值得注意的是，需設(shè)置兩名技術(shù)操作人員來對控制點進行掌控。（2）通過對外業(yè)工序的應(yīng)用，可加入計算基礎(chǔ)控制點來提高空中三角加密任務(wù)的精準(zhǔn)度。（3）為了控制預(yù)算偏差，需利用最大化實物校準(zhǔn)，并參考消除因素，把控最大化隔空物，從而鈣化全部像素。利用配備的航線列表全面展開匹配工作，在程序自動化的設(shè)置下，拋開大部分、放略多的像點。

3.3.2 區(qū)域網(wǎng)空中三角測量

測量區(qū)域空中三角的目的，主要是為了利用地面控制點、對物方空間以及連接點三者的坐標(biāo)，來平差測量所獲得的數(shù)據(jù)信息。并在之后根據(jù)計算所得的平差值，求解影響的外方位元素。另外，對空三測量的精準(zhǔn)度會直接影響無人機航攝測量的最終結(jié)果，因此進行空三測量時，必須嚴(yán)格把控精準(zhǔn)度。

3.3.3 DLG生成與外業(yè)操作

DLG即數(shù)字線劃地圖，有收集并保存所測得的地形空間要素基本信息與屬性的功能。為了使地圖的數(shù)字規(guī)劃得到最好的表現(xiàn)效果，通常需要完整表述地表現(xiàn)象，并將所測各種數(shù)據(jù)信息加以保存、整合。此外，DLG可以進一步分析實際測量要求的合理性，并據(jù)此選擇需要的信息與數(shù)據(jù)，幫助開展空間分析任務(wù)。

實際上，DLG的功能遠不止保存信息和分析測量要求。DLG的高現(xiàn)代化、高科技性亦可以極大地幫助無人機完成航空拍攝測量任務(wù)。及時數(shù)據(jù)量使用有限，DLG一課生成專題地圖，成圖效率更高，且成圖的質(zhì)量較高，可以輔助分析各類實際需求。但是，由于在航攝過程中難免遇到特殊地形，無人機航攝的真實性得不到保證，因而需要外業(yè)技術(shù)人員進行補測，分析補測所得數(shù)據(jù)并與無人機航攝測量結(jié)果進行校對，因而需重視技術(shù)人員的專業(yè)性與實踐經(jīng)驗。

4 ?結(jié)語

科技創(chuàng)新是促進發(fā)展的第一動力。無人機航空攝影作為典型的現(xiàn)代化高科技測量技術(shù)，為地形測量、城市建成提供了更為便利、精準(zhǔn)的技術(shù)支持，有利于促進地形測量機構(gòu)、促進國家與人民的發(fā)展。因此，提高無人機航空攝影測量內(nèi)外業(yè)一體化的作業(yè)質(zhì)量有其重要性與必然性。

參考文獻

[1] 高兵.無人機航空攝影測量內(nèi)外業(yè)一體化技術(shù)研究[J].工程建設(shè)與設(shè)計，2018（9）：173-174.

[2] 沈培芳.無人機航空攝影測量內(nèi)外業(yè)一體化技術(shù)研究[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2017（14）：120-121.

[3] 張守魁.無人機航空攝影測量技術(shù)在礦區(qū)地形測量中的應(yīng)用與探討[J].資源信息與工程，2017（3）：86.