無人機(jī)攝影測量的發(fā)展與應(yīng)用

李進(jìn)修

摘要：近幾年來，我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平在不斷提高，國內(nèi)的各項(xiàng)事業(yè)也都取得了眾多成就，越來越多的新技術(shù)應(yīng)用到了傳統(tǒng)的行業(yè)中，深刻的改變著作業(yè)的效率、質(zhì)量等方面。當(dāng)前無人機(jī)技術(shù)逐漸發(fā)展，為人們的生產(chǎn)和生活帶來了極大的便利。另一方面，我國的航空攝影測量行業(yè)也在迅速發(fā)展，但是在具體的測量中還存在一些問題，經(jīng)過行業(yè)不斷地發(fā)展無人機(jī)技術(shù)在航空攝影測量中得到進(jìn)一步應(yīng)用，推動我國的現(xiàn)代化進(jìn)程。

關(guān)鍵詞：無人機(jī)攝影測量;應(yīng)用

從現(xiàn)階段發(fā)展而言，測繪技術(shù)的應(yīng)用越來越廣，為我國的經(jīng)濟(jì)持續(xù)進(jìn)步奠定了良好的保障。這其中，無人機(jī)攝影測量不但具有較強(qiáng)的操作性和響應(yīng)速度，而且產(chǎn)品種類十分豐富，因此能夠有效完成測繪工程測量的基本工作。

一、無人機(jī)攝影測量概述

無人機(jī)攝影測量系統(tǒng)簡單的說就是使用油動或是電動的無人飛機(jī)攜帶高清相機(jī)在空中對所測物體連續(xù)拍照，獲取高重合度的影響照片的一套設(shè)備。傳統(tǒng)無人機(jī)攝影測量系統(tǒng)是僅僅只能獲得垂直地面向下的影響，以無人駕駛飛機(jī)作為平臺，以機(jī)載遙感設(shè)備獲取影像信息，用計(jì)算機(jī)對圖像信息進(jìn)行處理，并按照一定精度要求制作成圖像。而近些年發(fā)展的傾斜攝影技術(shù)其顛覆了傳統(tǒng)無人機(jī)攝影技術(shù)生成的正射影像只能從垂直角度拍攝的局限，其通過在統(tǒng)一飛行平臺上搭載多臺相機(jī)，同事從一個垂直、四個傾斜等五個不同的角度采集影像，將用戶引入了符合人眼視覺的真實(shí)值觀世界。在小面積、大比例尺數(shù)字化地形測量技術(shù)服務(wù)中，無人機(jī)與載人飛機(jī)相比，它不但具有體積小、重量輕、反應(yīng)快、造價(jià)低、使用方便等優(yōu)勢，而且無人機(jī)系統(tǒng)操作也非常簡單，不受空域管制的影響，能夠快速到達(dá)檢測區(qū)，進(jìn)行飛行、成像，極大地提高了工作效率。

二、測量技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)

1.無人機(jī)航空攝影

（1）航線設(shè)計(jì)方面

無人機(jī)在實(shí)際拍攝的時候，其具體航線設(shè)計(jì)需要采用分段設(shè)計(jì)的方式，以此制定8個平高點(diǎn)位置。為了防止在實(shí)際操作時出現(xiàn)區(qū)域差過大的情況，盡可能將其控制在1/8的范圍內(nèi)，以此保證測量區(qū)域中會有一部分完全重疊，以此對后期的測量工作帶來便利。

（2）航空攝影方面

在實(shí)際拍攝的時候，盡可能選擇一些地表植物覆蓋量相對較少的地形，亦或者選擇一些完全不受覆蓋影響的地形。實(shí)際拍攝盡可能不要在一些條件較差的環(huán)境中進(jìn)行，以此提升拍攝的清晰度和準(zhǔn)確度。不僅如此，還需要根據(jù)實(shí)際拍攝地形的差異性，根據(jù)具體情況調(diào)整太陽高度角。

2.無人機(jī)攝影測量的控點(diǎn)布置

像控點(diǎn)的測量通常選用C級以及D級的控制點(diǎn)作為起始點(diǎn)以及檢測點(diǎn)，并將接收機(jī)與網(wǎng)絡(luò)RTK系統(tǒng)進(jìn)行連接，以此展開像控點(diǎn)的測量工作。網(wǎng)絡(luò)RTK流動站往往需要在CORS的范圍內(nèi)進(jìn)行操作，以此進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)傳輸工作。再利用流動站設(shè)點(diǎn)的方式對具體參數(shù)予以測量。通常而言，測量觀測的次數(shù)至少要2次，對于每次獲得的數(shù)據(jù)內(nèi)容都需要進(jìn)行嚴(yán)格審查，以此確保其滿足具體規(guī)定的需要。

3.無人機(jī)攝影數(shù)據(jù)的處理

（1）比例調(diào)整

和影像坐標(biāo)不同，相機(jī)坐標(biāo)的測量往往需要提前利用影像畸變差進(jìn)行調(diào)整。具體參數(shù)往往包括主點(diǎn)坐標(biāo)、對稱參數(shù)、非對稱參數(shù)以及正比例系數(shù)。

（2）DEM數(shù)據(jù)匹配

DEM是獲取影像的高程內(nèi)容，依靠對模型投影的方式，便可以完成DOM操作。根據(jù)當(dāng)前情況而言，現(xiàn)如今應(yīng)用最廣的便是PG軟件，以此對該環(huán)節(jié)中的問題進(jìn)行處理。該軟件可以進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，以此匹配各種不同的DEM數(shù)據(jù)，以此保證測區(qū)中的DEM點(diǎn)全部都能滿足地面本身的特性。

三、無人機(jī)攝影測量技術(shù)在行業(yè)中的應(yīng)用簡介

無人機(jī)攝影測量技術(shù)目前主要應(yīng)用領(lǐng)域是地形測繪、不動產(chǎn)、國情普查、古建數(shù)字化等測繪領(lǐng)域，同時對于城市規(guī)劃、古建保護(hù)、工程、水利等多個行業(yè)起到了很大的輔助作用。

1.在地形、地籍測量中的應(yīng)用

根據(jù)現(xiàn)有無人機(jī)航測技術(shù)的精度指標(biāo)已經(jīng)可以達(dá)到地面像素精度1CM左右，對應(yīng)的平面精度可以實(shí)現(xiàn)5CM以內(nèi)，高程在10CM以內(nèi)，對于地形、地籍測繪來說此精度已經(jīng)完全可以滿足1：500比例尺的測繪要求。從作業(yè)效率來說，速度比傳統(tǒng)測繪也大幅度的提高，在山地、水域、房屋密集區(qū)域、地形復(fù)雜區(qū)域可以充分發(fā)揮出無人機(jī)航測的效率優(yōu)勢。同時還實(shí)現(xiàn)了某種程度上的質(zhì)檢功能，比方通過航測地面影像或模型與地形圖進(jìn)行疊加比較可以快速的查找到漏測、錯測的地物要素，保證了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

2.在古建保護(hù)中應(yīng)用

在以往的古建保護(hù)中，建筑物的尺寸、色彩都是通過皮尺、相機(jī)等進(jìn)行記錄，遇到高大建筑物還需要搭腳手架接近被測量物體，在效率、安全性、數(shù)據(jù)的完整性上面均有較大的缺陷。通過無人機(jī)航測中的傾斜攝影方式對測區(qū)進(jìn)行測繪可以快速建立真實(shí)場景的三維模型，具有量測功能、同時也有真實(shí)物體的紋理，便于判讀，且十分有利于數(shù)字化存檔。在屋檐下方無人機(jī)難以航拍到的地方可以通過人工補(bǔ)拍、三維激光掃描儀等其他工作進(jìn)行協(xié)同處理，在DPmodle等修模軟件的支持下可以實(shí)現(xiàn)無死角的三維數(shù)據(jù)，為文物保護(hù)領(lǐng)域提供了準(zhǔn)確的檔案依據(jù)。

3.無人機(jī)攝影測量技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害中的應(yīng)用

一旦發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害，通過無人機(jī)攝影測量技術(shù)可以對地質(zhì)災(zāi)害形成的原因進(jìn)行分析，通過遙感、地面調(diào)查等方式進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害資料內(nèi)容的獲取，明確區(qū)域中的水文、氣象、巖層等相關(guān)資料，分析地質(zhì)的危險(xiǎn)性，劃分災(zāi)害的類別，為災(zāi)害的防治提供對應(yīng)的方法，觀察地質(zhì)災(zāi)害的動力活動或者地質(zhì)的異常變化情況。無人機(jī)按照固定的線路飛行，從多角度獲取影像，從而能夠觀測到更加清晰、分辨率更高的影像類型，對災(zāi)害位置進(jìn)行定位，形成真實(shí)的三維立體模型。通過無人機(jī)的傾斜攝影與測量技術(shù)的結(jié)合，從多個角度進(jìn)行影像數(shù)據(jù)的采集。

四、結(jié)語

無人機(jī)航攝系統(tǒng)的推廣應(yīng)用是國家測繪地理信息局提升我國測繪技術(shù)裝備水平的重要內(nèi)容之一。作為傳統(tǒng)航空攝影測量手段的有力補(bǔ)充，無人機(jī)航攝系統(tǒng)的應(yīng)用不僅能夠大幅提升測繪應(yīng)急保障服務(wù)能力，而且在構(gòu)建數(shù)字中國、監(jiān)測地理國情、重構(gòu)建筑結(jié)構(gòu)、提升社會管理效能等方面也發(fā)揮了積極作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]桂新，祝紅英.淺析無人機(jī)航空攝影測量系統(tǒng)及應(yīng)用[J].江西測繪（2）.

[2]文超.無人機(jī)航攝系統(tǒng)的推廣及無人機(jī)航空加密攝影測量編輯技術(shù)[J].自動化與儀器儀表，2018（8）.

[3]張莞玲.無人機(jī)低空攝影測量系統(tǒng)的應(yīng)用[J].工程技術(shù)研究，2017（4）.

（作者單位：阜陽市測繪院有限責(zé)任公司）