無人機(jī)航空攝影測量技術(shù)在工程測繪中的應(yīng)用

張喻

摘 要： 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，我國的無人機(jī)航空攝影測量技術(shù)有了很大進(jìn)展，并在工程測繪中得到了廣泛的應(yīng)用。工程測繪作業(yè)落實(shí)到位，也成為了現(xiàn)階段建筑企業(yè)的重要作業(yè)內(nèi)容。鑒于此，本文主要闡述了無人機(jī)航空攝影測量在工程測繪中的實(shí)踐意義，并對其具體應(yīng)用手段進(jìn)行了全面剖析。

關(guān)鍵詞： 無人機(jī)航空攝影測量;工程測繪;具體應(yīng)用

【中圖分類號】TB22 ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A ? ? 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.30.038

引言：航空攝影測量（AirPhotogrammetry），就是利用飛機(jī)對地面拍攝照片，然后利用攝影測量原理和立體測圖儀制作組成立體模型，從而進(jìn)行各種地圖測圖和地物判讀。這是一種減少野外作業(yè)，將野外作業(yè)轉(zhuǎn)化為室內(nèi)作業(yè)的有效的測量方法。近年來，隨著無人機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展以及攝影測量技術(shù)的逐漸成熟，無人機(jī)航空攝影測量技術(shù)在測繪領(lǐng)域中逐漸凸顯出了其特有的優(yōu)勢，在高分辨率航空攝影測量技術(shù)中開辟了新的領(lǐng)域。

1 無人機(jī)航空攝影測量技術(shù)的優(yōu)勢分析

（1）無人機(jī)測繪技術(shù)的應(yīng)用能夠?qū)崟r(shí)獲取地理信息。這主要是無人機(jī)測繪能夠?qū)崿F(xiàn)地理信息的實(shí)時(shí)傳輸，顯著提高了地理信息的時(shí)效性。在具體測繪過程中，各類地理信息能夠通過數(shù)字圖像來實(shí)現(xiàn)三維轉(zhuǎn)化，展示為可視度較高的三維圖像，能夠提供更有效的地理信息。（2）無人機(jī)測繪技術(shù)也使得地形測繪活動(dòng)變得更加靈活。無人機(jī)測繪技術(shù)在具體應(yīng)用過程中，會(huì)使用到各個(gè)高精度數(shù)字化成像儀，同時(shí)也可以在垂直和傾斜等飛行狀態(tài)下較好地完成攝像工作。測繪人員在使用無人機(jī)的時(shí)候，會(huì)根據(jù)區(qū)域地形特點(diǎn)提前設(shè)置好飛行路線，同時(shí)還會(huì)采用自控飛行的方式來完成測繪過程。在進(jìn)行具體測繪活動(dòng)的時(shí)候，測繪人員會(huì)設(shè)置多個(gè)航測點(diǎn)，顯著提高了測繪活動(dòng)的效率。（3）無人機(jī)測繪技術(shù)的使用還具有較為顯著的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。這主要是因?yàn)闊o人機(jī)的測繪技術(shù)的成本不太高，同時(shí)這項(xiàng)技術(shù)也充分融入了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)等各項(xiàng)內(nèi)容。這也使得無人機(jī)航拍技術(shù)在具體使用的時(shí)候不僅僅能夠高效獲取各類地理數(shù)據(jù)內(nèi)容，同時(shí)也具有較好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。除此之外，無人機(jī)低空飛行攝影時(shí)，能夠獲取更大范圍的攝影影像數(shù)據(jù)，同時(shí)也縮短了測繪時(shí)間周期，具有較好的社會(huì)效益。

2 無人機(jī)航空攝影測量的影響因素

（1）儀器誤差。無人機(jī)體積較小，承載能力較弱，配置的攝影裝置不是專業(yè)的航拍儀器，因此進(jìn)行航空測量任務(wù)時(shí)，傳回的測量影響有可能會(huì)產(chǎn)生畸變，影響地形圖測繪的準(zhǔn)確度。（2）人為誤差。測繪工作人員綜合素質(zhì)能力參差不齊，在進(jìn)行無人機(jī)操作時(shí)難免會(huì)出現(xiàn)操作失誤問題，導(dǎo)致傳輸測量數(shù)據(jù)有誤差。（3）外界因素影響。雖然無人機(jī)采用低空飛行模式進(jìn)行測量，但是惡劣的天氣還是會(huì)對測量數(shù)據(jù)產(chǎn)生細(xì)微影響，導(dǎo)致攝影質(zhì)量較差。

3 無人機(jī)航空攝影測量在工程測繪中的實(shí)踐應(yīng)用

3.1 準(zhǔn)備相關(guān)資料來處理數(shù)據(jù)

在水利工程測繪作業(yè)過程中，由于作業(yè)的復(fù)雜度，因此為確保傾斜無人機(jī)航空攝影測量應(yīng)用效益的最大化發(fā)揮，基層產(chǎn)業(yè)機(jī)構(gòu)和相關(guān)部門在具體操作過程前，需搜集和整理工程項(xiàng)目涉及的各項(xiàng)數(shù)據(jù)資料，為后期各項(xiàng)作業(yè)的順利開展奠定良好基礎(chǔ)。在對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理時(shí)，為確保數(shù)據(jù)處理的準(zhǔn)確性、科學(xué)性和有效性，相關(guān)部門工作人員再具體操作時(shí)，需做好如下工作，即一方面通過掃描各種不同類型的圖紙獲得矢量化數(shù)據(jù)，并根據(jù)具體情況完成相應(yīng)賦值;另一方面在轉(zhuǎn)化矢量數(shù)據(jù)時(shí)，工作人員需對矢量數(shù)據(jù)格式進(jìn)行統(tǒng)一化調(diào)整，由此在妥善處理投影變換和拓?fù)潢P(guān)系的基礎(chǔ)上，建立精準(zhǔn)地遙感模型，此外為確保數(shù)據(jù)獲取的精準(zhǔn)度，部門還需對航攝設(shè)備進(jìn)行全面系統(tǒng)化檢查。

3.2 空間三角測量

結(jié)合當(dāng)前我國地形測繪活動(dòng)使用無人機(jī)測繪技術(shù)的實(shí)際情況來看，整個(gè)測繪活動(dòng)需要使用空間三角測量技術(shù)，保障測繪活動(dòng)的精度。一般來說，這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用主要是依托于空間三角模型，并結(jié)合相關(guān)理論合理布設(shè)加密點(diǎn)，完成后續(xù)的測量活動(dòng)。在布設(shè)加密點(diǎn)的時(shí)候，通常要選擇測量區(qū)域內(nèi)比較突出的位置，同時(shí)還要專門標(biāo)記各個(gè)加密點(diǎn)的距離。比如在比例尺為1：1000的時(shí)候，加密點(diǎn)距離表現(xiàn)在地圖上應(yīng)該控制在1mm以上。在對河道、山谷等區(qū)域進(jìn)行測繪時(shí)，可以考慮提高航測節(jié)點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)高度差，以保證測繪活動(dòng)的穩(wěn)定性。在完成加密點(diǎn)布設(shè)活動(dòng)以后，就可以進(jìn)行空間三角測量工作，具體的測量工作包含多項(xiàng)內(nèi)容，主要有前期準(zhǔn)備、定向確定、測量數(shù)據(jù)傳輸。

3.3 航空攝像測量中的相片控制要點(diǎn)

現(xiàn)代科技不斷發(fā)展，無人機(jī)設(shè)備集中了大量的先進(jìn)技術(shù)，在進(jìn)行地形攝像測量工作時(shí)，不僅需要無人機(jī)對地形進(jìn)行攝像數(shù)據(jù)收集，還需要對地形全面進(jìn)行分析、識別。同時(shí)，無人機(jī)還配備了全球定位系統(tǒng)，通過結(jié)合運(yùn)用攝像測量工作和定位系統(tǒng)，能夠提高攝像測量采集數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性、實(shí)用性和可靠性。此外，測繪工作人員在使用無人機(jī)進(jìn)行地形攝像測量數(shù)據(jù)收集時(shí)，要對無人機(jī)進(jìn)行穩(wěn)定操作，更加全面地開展圖像采集工作，盡量減少外界天氣因素對攝像數(shù)據(jù)信息采集的不利影響，提高無人機(jī)地形信息采集能力，給測繪人員輸出更有價(jià)值的地形信息，提高地形圖測繪質(zhì)量。

3.4 數(shù)據(jù)的處理

在無人機(jī)航空攝影測量技術(shù)應(yīng)用過程中，數(shù)據(jù)處理工作對測量技術(shù)應(yīng)用成效具有直接影響，而隨著近年來測量技術(shù)應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大，為確保信息處理的有效性和科學(xué)性，在對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理時(shí)，為從根本上提高處理質(zhì)量和處理精準(zhǔn)度，工作人員可采取運(yùn)動(dòng)回復(fù)結(jié)構(gòu)算法，并通過將其與計(jì)算機(jī)視覺與攝影測量學(xué)原理相結(jié)合，從而確保無人機(jī)航空攝影測量技術(shù)在使用時(shí)，即使缺少相機(jī)檢校參數(shù)，也能建立較為精準(zhǔn)的三維模型來校正數(shù)據(jù)，以此來滿足后期工程的制圖要求。

結(jié)語：總而言之，在城市發(fā)展過程中，地形圖測繪工作本身存在的難度系數(shù)較高，而且會(huì)受到多方面的影響，如果一直應(yīng)用傳統(tǒng)模式下的測繪技術(shù)，會(huì)影響測繪結(jié)果的準(zhǔn)確性，這也就表示其已經(jīng)無法滿足當(dāng)下城市發(fā)展需求。而無人機(jī)技術(shù)的出現(xiàn)，很好地化解了這一問題，低空拍攝的方式能夠不被環(huán)境所影響，從而提升工作效率，確保最終測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。

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