試論無人機航空攝影測量在地形圖測繪中的應用

王彥偉 孫亞娟

1.泰安市自來水有限公司 山東泰安 271000

2.山東省煤田地質(zhì)局物探測量隊 山東濟南 250000

1 無人機航空攝影測量概述及原理

1.1 無人機航空攝影測量概述

無人機航空攝影測量是傳統(tǒng)航空攝影測量手段最有力的補充，它可以彌有效補傳統(tǒng)航空攝影測量手段的不足，具有靈活方便、快速高效、精細準確、使用成本低、適用范圍廣等特點 。在飛行困難的地區(qū)和小區(qū)域進行作業(yè)時，有著成像快、分辨率高等優(yōu)勢。無人機航空攝影測量被廣泛應用于國家國家重大工程建設、應急災害處理、地理監(jiān)測、資源開發(fā)等方面，尤其是在地形測量、新型城市建設、突發(fā)災害數(shù)據(jù)測量繪制等方面具有廣闊的市場前景。

1.2 無人機測繪的技術原理

無人機測繪是對傳統(tǒng)測繪技術的一個極大創(chuàng)新，是一個全新的方向，所以測繪工程發(fā)展離不開低空無人機測量，這是一個必然趨勢。無人機工作是通過無線電遙控設備或機載計算機程控系統(tǒng)進行操控，使用小型數(shù)字相機（或掃描儀）作為機載遙感設備，配備地面站，以及必備的測繪軟件。

（1）無人機種類選擇。由于無人機類型呈現(xiàn)多元化的特點，不同的無人機有不同的功能，所以在實際工作中，要根據(jù)工作性質(zhì)，選擇最合適的無人機類型。而且要對選擇的設備進行深入了解，在投入使用前，要先對機器測試，保證工作質(zhì)量。

（2）航線規(guī)劃最優(yōu)。無人機航空測繪地形時，一般都是通過低空航拍的方式進行，會受外界環(huán)境的影響，所以工作人員要計劃好路線，杜絕紙上談兵。在規(guī)劃路線之前，要根據(jù)實際情況，結(jié)合地形特征，對無人機進行測試[1]。

（3）開展低空拍攝測量。無人機航空攝影測量地形圖時，要結(jié)合實際分布的像控點進行地形圖測繪。測量結(jié)束處理數(shù)據(jù)時，一定要結(jié)合實際數(shù)據(jù)資料和拍攝的圖片來保證數(shù)據(jù)高度精確。

2 影響無人機航空攝影測量的因素

產(chǎn)生一定的偏差是在所難免的，其中產(chǎn)生誤差的因素有許多，主要有儀器設備的自身誤差、人為造成的誤差以及外界不確定因素造成的誤差等。（1）儀器誤差。由于無人機的荷載能力及體型較小故無法搭載十分專業(yè)的航攝儀器進行航空測設任務，所得的像片會產(chǎn)生一定的畸變。（2）人為誤差。因個人水平及能力的不同所帶來的人工誤差，這種人為誤差在人工作業(yè)過程中都會產(chǎn)生。（3）外界因素。惡劣天氣等各種外界條件的干擾造成攝影成像質(zhì)量差等結(jié)果而導致的誤差[2]。

3 無人機測繪技術的實際應用

無人機與傳統(tǒng)測量技術相比有獨特的優(yōu)勢，這些優(yōu)勢就是無人機航空攝影測量技術巨大的潛能。目前，無人機測繪技術已經(jīng)得到廣泛的應用，現(xiàn)結(jié)合個人的工作經(jīng)驗，對實際應用作以下分析。

3.1 實際工程

以實際的工程工作為例，有一個風場區(qū)域地形圖測繪工2程，區(qū)域范圍大約是5km，在實際踏勘后發(fā)現(xiàn)，地形條件良好，路網(wǎng)系統(tǒng)雖不完善，但農(nóng)耕路網(wǎng)較多，便于進行外業(yè)前期像控點的布設以及后期調(diào)繪工作，工作人員按照甲方要求，選取了1：2000比例尺靶標，對區(qū)域范圍地形進行了測量。嚴格遵守了國家規(guī)定、行業(yè)規(guī)定，通過對無人機航空攝影的實際應用，提高了測繪效率和測繪精度，提高了工程質(zhì)量[2]。

3.2 空中三角測量分析

在確定空中三角的測量方案時，要做好前期的準備工作。我們有2種可以選擇的計算測繪技術系統(tǒng)，其中一個是無人機管家遙感影像一體化測圖系統(tǒng)，另一個是可供選擇的PAT-B光束法平差軟件。當方案做好以后，我們要將重心放到工作細節(jié)的完善中。準備數(shù)據(jù)時，工作人員要統(tǒng)一格式，最好可以將所有影像都轉(zhuǎn)換為jpg格式，采集數(shù)據(jù)的相機也是值得注意的，要確定相機焦距，結(jié)合實際情況確定測量路線。我們要了解實際情況，由于各種原因，無人機上沒有配備專業(yè)的相機，所以畸變差的存在也很正常，尤其是照片邊緣容易有邊緣畸變情況出現(xiàn)，所以專業(yè)的處理軟件必不可少。處理好的圖片和數(shù)據(jù)一定要及時且準確地錄入，要設定準確的參數(shù)，保證軟件可以自動定向。這樣做可以明確測量過程中的航線偏移的量，而且由于軟件的自動定向技術，去除多余的像點也十分簡單，而且連接點還可以相互交錯編輯。測量結(jié)束以后要及時處理數(shù)據(jù)，保證數(shù)據(jù)符合要求，結(jié)合合適的軟件將數(shù)據(jù)分析做好[3]。

3.3 數(shù)字線劃圖研究

在數(shù)字線劃圖工作中，工作人員需要借助航天遠景全數(shù)字攝影測量工作站，以CAD軟件為基礎對數(shù)據(jù)進行分析處理，在輸出數(shù)據(jù)時一定要確定模式符合要求。工作人員最好在地形圖測量時，先提前構(gòu)造一個數(shù)字模型，通俗講就是定向。

3.4 采集正射影像

在測量完成后，要做好數(shù)據(jù)處理，要先把影響采集數(shù)據(jù)，然后用軟件進行加密，在將數(shù)據(jù)輸入應用程序中。工作人員要匹配數(shù)據(jù)然后生成DSM，濾波處理不可以忽略，DEM處理也要認真。在生成正影像時可以借助無人機管家遙感影像一體化測圖技術，可以大大提高數(shù)據(jù)準確率，提升工作效率。

4 結(jié)語

近年來，隨著無人機技術的迅猛發(fā)展以及攝影測量技術的逐漸成熟，無人機航空攝影測量技術在測繪領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中開辟了新的領域。但無人機航空攝影測量技術在具有巨大優(yōu)勢的同時也存在著一系列的不足。像是在無人機的穩(wěn)定飛行，以及專屬于無人機的測繪儀器方面還有待提高?？傮w上看，無人機航測是一個測繪的優(yōu)良發(fā)展方向，相信在不久的將來這項技術會得到更好的發(fā)展可以運用到更多的領域當中去。