無(wú)人機(jī)攝影測(cè)量的技術(shù)特點(diǎn)

蔣海兵

（湖南省水工環(huán)地質(zhì)工程勘察院，湖南 長(zhǎng)沙 410000）

無(wú)人機(jī)攝影測(cè)量技術(shù)作為新時(shí)代高效測(cè)繪技術(shù)之一，在各種作業(yè)中都有所涉及。特別是無(wú)人機(jī)低空攝影測(cè)量，其測(cè)量精確度已達(dá)到厘米的測(cè)量級(jí)別。從整體來(lái)看，無(wú)人機(jī)不僅方便快捷，而且實(shí)操簡(jiǎn)單，測(cè)量具有高效率性和安全性，可以應(yīng)用于各種復(fù)雜的作業(yè)項(xiàng)目。因此無(wú)人機(jī)攝影測(cè)量也是一直受到行業(yè)的重視和發(fā)展，包括建筑行業(yè)、林業(yè)、漁業(yè)、交通水利等地形攝影測(cè)量，考古、醫(yī)學(xué)、事故調(diào)查、生物等非地形攝影測(cè)量。在無(wú)人機(jī)攝影測(cè)量的應(yīng)用中都是依托其技術(shù)的先進(jìn)性和優(yōu)越性進(jìn)行操作的，因此在提高應(yīng)用技術(shù)方面，需要根據(jù)無(wú)人機(jī)攝影技術(shù)方面進(jìn)行探討與分析。

一、無(wú)人機(jī)攝影測(cè)量概述與分類

無(wú)人機(jī)是小型輕型遙控飛行器，其作業(yè)原理主要是通過(guò)提取幾何信息，在通過(guò)記錄、測(cè)量、分析與表達(dá)等操作流程的處理，獲取目標(biāo)事物的影像信息。無(wú)人機(jī)攝影測(cè)量是通過(guò)利用無(wú)人機(jī)對(duì)影像進(jìn)行無(wú)接觸化的測(cè)量和解譯，測(cè)量影像是對(duì)客觀物體的真實(shí)反映，具有豐富的信息和逼真的形態(tài)效果，結(jié)合分析可以獲取詳細(xì)的集合信息和物理信息。目前廣泛被應(yīng)用，這主要源于其整體測(cè)量過(guò)程中受到的空間環(huán)境影響較小，可以測(cè)量不同類型或形態(tài)的物體。目前攝影測(cè)量主要朝著模擬攝影測(cè)量、解析攝影測(cè)量和數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量三個(gè)階段發(fā)展。攝影測(cè)量分為不同形式，根據(jù)測(cè)量的角度方法常采用正直攝影測(cè)量和傾斜攝影測(cè)量。

（一）正直攝影測(cè)量

正直攝影測(cè)量主要是地面立體測(cè)量，采用外業(yè)攝影取立體像對(duì)，主要是低空無(wú)人機(jī)的影響測(cè)量表現(xiàn)，通過(guò)測(cè)量控制點(diǎn)，結(jié)合內(nèi)業(yè)處理，獲取拍攝區(qū)域的測(cè)量地圖形，也就是采用前方交會(huì)原理。

（二）傾斜攝影測(cè)量

無(wú)人機(jī)的傾斜攝影測(cè)量主要是通過(guò)控制無(wú)人機(jī)的飛行方式，采用同一飛行平臺(tái)，增加方向傳感器鏡頭，通過(guò)搭載5 臺(tái)傳感器，并在同一時(shí)間和同一個(gè)垂直、四個(gè)傾斜五個(gè)不同的角度采集影像，在拍攝相片過(guò)程中，要記錄航向、航速、航高、旁向重疊以及坐標(biāo)等數(shù)據(jù)，最后通過(guò)對(duì)傾斜影像數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和整理。傾斜攝影測(cè)量是性格比最高的無(wú)人機(jī)攝影測(cè)量技術(shù)方式，也是在實(shí)際作業(yè)中最受重視的操作。在傾斜攝影測(cè)量過(guò)程中，無(wú)人機(jī)會(huì)在同一時(shí)間段內(nèi)連續(xù)拍攝多組重疊照片，同一地物可在多張照片中顯示。

二、無(wú)人機(jī)攝影測(cè)量的優(yōu)點(diǎn)

無(wú)人機(jī)攝影測(cè)量相比較傳統(tǒng)的航天或航空測(cè)量來(lái)說(shuō)，更具創(chuàng)新性的發(fā)展優(yōu)勢(shì)，首先針對(duì)低空攝影測(cè)量可以滿足攝影測(cè)量的廣范圍、高安全以及高效率的要求，另外在航空測(cè)量和遙感影像方面也有著較大的發(fā)展空間，主要由于無(wú)人機(jī)攝影測(cè)量存在一系列的優(yōu)勢(shì)，主要包括以下幾點(diǎn)。

（一）簡(jiǎn)單方便

無(wú)人機(jī)本身體型較小，便于攜帶運(yùn)輸，另外組裝簡(jiǎn)單，不受空間限制，隨時(shí)隨地可以操作運(yùn)行，相比較傳統(tǒng)的航空攝影測(cè)量不限制空域飛行，具有較高的靈活性和便捷性。

（二）影像獲取快捷便利

無(wú)人機(jī)攝影測(cè)量中相比較航拍測(cè)量對(duì)設(shè)備的要求并不是很高，采用一般的民用單反相機(jī)作為影像獲取的傳感器就可以，操作過(guò)程比較簡(jiǎn)單，通過(guò)簡(jiǎn)單的學(xué)習(xí)都可以操控整個(gè)無(wú)人機(jī)攝影測(cè)量系統(tǒng)，沒有復(fù)雜的技術(shù)要求。

（三）應(yīng)用成本低

本身無(wú)人機(jī)攝影測(cè)量需要的設(shè)備就比較簡(jiǎn)單，如UAV 系統(tǒng)及傳感器的成本相比較遙感系統(tǒng)都是較低的，而無(wú)人機(jī)的價(jià)格也控制在十萬(wàn)到一百萬(wàn)元，攝影相機(jī)則只需要兩萬(wàn)左右即可，因此整體的價(jià)格成本單位甚至個(gè)人都是可以負(fù)擔(dān)的。

（四）高安全性和靈活性

無(wú)人機(jī)的起落操作不收?qǐng)龅乜臻g限制，可以隨時(shí)隨地操作，特別是在工程類項(xiàng)目或險(xiǎn)峻地形環(huán)境中，更能夠凸顯應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，受氣候和地形的限制影響小。在測(cè)量過(guò)程中，即便機(jī)器故障或出現(xiàn)墜機(jī)狀況，也不會(huì)有人員的損傷。若遇到雨雪或刮風(fēng)天氣，只要在可控范圍內(nèi)，陰天也可以正常攝影作業(yè)，無(wú)需人員進(jìn)入作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)就能測(cè)量出準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，在一定程度上提高作業(yè)的安全性和靈活性。

（五）高分辨率

一般無(wú)人機(jī)攝影測(cè)量使用CCD 數(shù)碼相機(jī)作為傳感器，在低航空攝影中，其垂直和傾斜攝影能力結(jié)合GPS 定位裝備，可以在低空多個(gè)角度攝影獲取地物的圖片信息，避免高層建筑遮擋，提高攝影的效率。而且在通過(guò)不同角度和方式的攝影可以完成到厘米級(jí)別的分辨度，在針對(duì)高精度的建筑工程可以做好更精細(xì)的地面數(shù)字模型或三維立體景觀圖的制作。

（六）高效率攝影測(cè)量

因無(wú)人機(jī)遙感受氣候和地形影響小，再加上自身的易操作程度和靈活性，一般情況下飛行工作時(shí)間較快，其飛行前的準(zhǔn)備工作控制在兩小時(shí)以內(nèi)，在完成測(cè)量后，可快速的收?qǐng)觯虼嗽谝欢ǔ潭壬瞎?jié)省了作業(yè)時(shí)間，而且攝影數(shù)據(jù)精準(zhǔn)，節(jié)約工程測(cè)量時(shí)間，具有較高的作業(yè)效率。

三、結(jié)論與展望

綜上所述，無(wú)人機(jī)攝影測(cè)量技術(shù)已經(jīng)具備了較好的現(xiàn)代化測(cè)量要求，以其自身的優(yōu)勢(shì)可以完成復(fù)雜的作業(yè)要求，而且能夠?qū)崿F(xiàn)最大效益化的作業(yè)水平，特別是在大型的測(cè)量區(qū)域中，應(yīng)用更為方便快捷，從中我們也可以看出無(wú)人機(jī)的測(cè)量應(yīng)用具有更好的發(fā)展空間，但從另一方面分析，無(wú)人機(jī)攝影測(cè)量技術(shù)雖然具有較多的優(yōu)勢(shì)，但在實(shí)際的操作中也存在一定的缺陷。