無人機(jī)攝影測(cè)量技術(shù)在數(shù)字化地形測(cè)量的應(yīng)用

翟虎 吳林

[摘? ? 要]現(xiàn)階段，社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)水平不斷提高，技術(shù)水平也在同比提升，經(jīng)過這一帶動(dòng)作用影響，地形測(cè)量工作形式也產(chǎn)生了較大變化，其凸顯的特點(diǎn)主要有數(shù)字化等。數(shù)字化地形測(cè)量工作開展過程中，應(yīng)用技術(shù)更加先進(jìn)，新型化攝影測(cè)量技術(shù)，也就是無人機(jī)攝影測(cè)量技術(shù)，屬于全新領(lǐng)域中的測(cè)量技術(shù)，使用過程中可以滿足數(shù)字化地形測(cè)量工作中的數(shù)據(jù)需求，同時(shí)也是現(xiàn)階段數(shù)字化測(cè)量工作中較為重要的措施。文章通過對(duì)無人機(jī)攝影測(cè)量技術(shù)在數(shù)字化地形測(cè)量的應(yīng)用措施進(jìn)行分析，結(jié)合技術(shù)實(shí)際應(yīng)用特點(diǎn)，提出具體應(yīng)用措施，為數(shù)字化地形測(cè)量工作提出參考建議。

[關(guān)鍵詞]無人機(jī);攝影測(cè)量技術(shù);數(shù)字化;地形測(cè)量

[中圖分類號(hào)]P217 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號(hào)]2095–6487（2021）11–0–02

Application of UAV Photogrammetry Technology in Digital Topographic Survey

Zhai Hu，Wu Lin

[Abstract]At this stage， the level of social and economic construction is constantly improving， and the level of technology is also rising year-on-year. After this leading role， the work form of topographic survey has also undergone major changes， and its prominent features mainly include digitalization. In the process of digital topographic survey work， the application technology is more advanced. The new type of photogrammetry technology， that is， drone photogrammetry technology， belongs to the new field of measurement technology， and can meet the data needs of digital topographic survey work during the use process. At the same time， it is also a more important measure in the current digital measurement work. The article analyzes the application measures of UAV photogrammetry technology in digital topographic survey， combines the characteristics of the actual application of the technology， proposes specific application measures， and provides reference suggestions for digital topographic survey work.

[Keywords]UAV; photogrammetry technology; digitization; topographic survey

在數(shù)字化地形測(cè)量工作中，無人機(jī)設(shè)備是應(yīng)用較為廣泛的部分。其設(shè)備應(yīng)用的主要優(yōu)勢(shì)為操作具備便捷性，精準(zhǔn)度較高，通過此種技術(shù)應(yīng)用測(cè)量工作效率有效提高，測(cè)量精度得到保證，受到了社會(huì)大眾的認(rèn)可和關(guān)注。數(shù)字化地形測(cè)量工作是整體地理信息測(cè)繪過程中比較重要的一項(xiàng)，為地形測(cè)量工作提供更具準(zhǔn)確性的數(shù)據(jù)，有效指導(dǎo)工作開展。其要求相關(guān)測(cè)繪部門利用先進(jìn)化的測(cè)繪方式，傳統(tǒng)化測(cè)繪形式難以滿足實(shí)際測(cè)量工作需求，因此無人機(jī)攝影測(cè)量技術(shù)在這一工作背景下投入使用具有必要性。

1 無人機(jī)攝影測(cè)量技術(shù)內(nèi)容和特點(diǎn)分析

1.1 技術(shù)內(nèi)容分析

無人機(jī)攝影測(cè)量技術(shù)屬于新型化的測(cè)量技術(shù)，其主要優(yōu)勢(shì)為測(cè)量效率高并且準(zhǔn)確性高等，在部分行業(yè)發(fā)展中占據(jù)重要位置。相關(guān)工作人員利用此項(xiàng)技術(shù)，主要工作內(nèi)容是確定像控點(diǎn)的實(shí)際分布位置，通過這一方式獲取攝影圖片以及相應(yīng)信息數(shù)據(jù)，測(cè)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性可有效提升。

1.2 技術(shù)應(yīng)用特點(diǎn)分析

（1）可靠性特征。無人機(jī)設(shè)備在運(yùn)行階段，其通常是處于低空飛行模式，飛行高度數(shù)值顯示為50～1 000 m。因此，這種技術(shù)應(yīng)用屬于近景攝影測(cè)量，其精度也會(huì)達(dá)到亞米級(jí)別，整體攝影過程中，其精度范圍控制主要是在0.1～0.5 m，因此這一精度數(shù)值與數(shù)字化地形測(cè)量工作開展要求相適應(yīng)。在設(shè)計(jì)無人機(jī)技術(shù)系統(tǒng)過程中，在測(cè)繪階段，設(shè)備可以按照相應(yīng)測(cè)繪要求，具備科學(xué)化，同時(shí)全面完成飛行過程中的制作工作，工作內(nèi)容主要是飛行路線以及航拍點(diǎn)的布設(shè)。在實(shí)際攝影拍攝過程中，可以完成可視化操作過程，結(jié)合地形特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)整理工作全面化。在經(jīng)過測(cè)繪拍攝后，圖形可以制作成數(shù)據(jù)，更加直觀地展示給工作人員。其中需要引起工作人員注意的是，這一技術(shù)可以開展補(bǔ)拍工作，工作人員可以利用電腦設(shè)備重現(xiàn)飛行的過程，因此及時(shí)確定拍攝過程中不夠完善的位置，找出需要重拍的位置，可靠性特征得以凸顯。

（2）靈活性特征。在實(shí)際航拍作業(yè)中，飛行模式主要是選擇低空飛行模式，主要原因是在申請(qǐng)飛行地域上較為方便，受到氣象因素干擾較小，在具體測(cè)繪工作開展過程中，獲取的測(cè)繪精度數(shù)值較高。設(shè)備在起飛階段以及降落階段，其在場(chǎng)地要求方面限制較小，相關(guān)工作人員操作過程中，需要經(jīng)過平整路面，因此確保起降過程的有效性，以此可直接獲取影像，過程中不需要綜合性分析飛行員的實(shí)際飛行安全性問題，因此飛行人員可以真正投入測(cè)量工作中。相比于傳統(tǒng)化的測(cè)量方式，這一測(cè)量技術(shù)在不同方面感受到先進(jìn)性，也開始現(xiàn)階段數(shù)字化地形測(cè)量工作中亟須投入使用的技術(shù)，起著關(guān)鍵性作用。

（3）安全性特征。我國(guó)土地資源雄厚，地形本身具備復(fù)雜性，國(guó)土面積遼闊，在多數(shù)區(qū)域存在積雪或者是云層等外在因素問題，對(duì)采集衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)產(chǎn)生直接性影響，具有限制性。傳統(tǒng)地形圖測(cè)量，使用的測(cè)量措施具有復(fù)雜性，地形特征會(huì)造成現(xiàn)有地質(zhì)科研人員以及駕駛?cè)藛T等實(shí)際工作中受到外界因素影響，同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生多樣化的問題。但在整體測(cè)量工作中，應(yīng)用無人機(jī)攝影測(cè)量技術(shù)，這一設(shè)備可有效解決這一問題，拍攝過程中避免地形限制，相比于傳統(tǒng)測(cè)量手段，其成像質(zhì)量以及精確度均較高，無人機(jī)攝影測(cè)量技術(shù)在數(shù)字化地形圖測(cè)量過程中應(yīng)用范圍較廣。

2 無人機(jī)攝影測(cè)繪技術(shù)應(yīng)用措施分析

2.1 像控點(diǎn)布設(shè)工作分析

在測(cè)繪工作中，像控點(diǎn)布設(shè)工作主要功能是方便工作人員判斷，在立體測(cè)量以及成像過程中便利性較強(qiáng)。相關(guān)工作人員可以更好地選擇航向，控制旁向重疊范圍，公用控制點(diǎn)成像選擇更具合理性?；谙嗥吘壱约翱刂泣c(diǎn)部分，其距離數(shù)值需要大于1 cm，利用綜合成圖法，選擇控制點(diǎn)過程中，距離航向邊緣位置，需大于上述數(shù)值的一半。高空控制點(diǎn)選擇過程中，工作人員需要意識(shí)到盡量選擇起伏程度較小的位置，比較常見的位置有現(xiàn)狀地物交點(diǎn)以及平山頭等，過程中工作人員需要避免選擇起伏較大的斜坡或者是尖銳的山頂?shù)?。針?duì)像片目標(biāo)以及目標(biāo)條件產(chǎn)生問題情況下，其重點(diǎn)部分是點(diǎn)位目標(biāo)。

2.2 航空測(cè)量攝影技術(shù)分析

伴隨科學(xué)技術(shù)水平不斷提高，航空攝影測(cè)量技術(shù)應(yīng)用重要性逐漸凸出，在軍事方面或者是民用方面，均可以體現(xiàn)國(guó)家實(shí)力。我國(guó)正處于發(fā)展關(guān)鍵時(shí)刻，無人機(jī)設(shè)備應(yīng)用是科學(xué)技術(shù)發(fā)展中的重要突破，也是地形測(cè)量中的關(guān)鍵性部分。

航空測(cè)量過程中，無人機(jī)測(cè)量技術(shù)實(shí)現(xiàn)可優(yōu)化，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)功能性發(fā)揮，可針對(duì)處于特殊環(huán)境下的成像問題進(jìn)行有效解決，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化問題也可順利解決。依據(jù)攝影系統(tǒng)運(yùn)行情況，其中圖片以及定位系統(tǒng)，可結(jié)合獲得的圖片以及位置信息，圖像信息生成更加豐富。借助圖像繪制工作以及合成性的技術(shù)措施，整體成像內(nèi)容，借助信息系統(tǒng)的分析工作和加工工作，數(shù)據(jù)影像生成準(zhǔn)確性以及質(zhì)效性更加突出，過程中特殊條件以及特殊位置的控制能力有效提高，確保測(cè)量工作的準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性和及時(shí)性。

2.3 空中三角測(cè)量技術(shù)應(yīng)用分析

這一技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過程中發(fā)揮的作用十分突出，現(xiàn)實(shí)意義顯著。通常利用立體式測(cè)量技術(shù)可借助極少控制點(diǎn)完成整體系統(tǒng)的加密處理，對(duì)高程以及平面位置等相應(yīng)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)有效協(xié)調(diào)，攝影質(zhì)量可獲得有效改善。在過程中也會(huì)受到三角測(cè)量技術(shù)自身限制影響，無人機(jī)設(shè)備在應(yīng)用過程中存在的主要問題是控制點(diǎn)數(shù)量少以及精準(zhǔn)度差問題?；诖?，相關(guān)技術(shù)人員需積極利用相應(yīng)科學(xué)措施，制定相應(yīng)應(yīng)用程序，保證測(cè)量準(zhǔn)確性，精確計(jì)算地形位置，提高各系統(tǒng)應(yīng)用有效性，保證相應(yīng)定向任務(wù)的精準(zhǔn)性。

2.4 內(nèi)業(yè)數(shù)字化測(cè)量技術(shù)應(yīng)用分析

定向作業(yè)結(jié)束后，地貌繪圖工作可有效開展，三維測(cè)繪技術(shù)主要方式為野外比對(duì)，室內(nèi)階段可以有效映射和判斷，以此完成調(diào)查工作和調(diào)整工作，在室內(nèi)測(cè)繪后，對(duì)比工作、調(diào)查工作等過程中需要完成的要求有以下幾點(diǎn)，確保航空照片質(zhì)量良好，其次是結(jié)合實(shí)際情況制定調(diào)查過程中的口譯樣本。

依據(jù)要求，在繪圖板位置的測(cè)量工作以及繪制工作可對(duì)地形要素進(jìn)行準(zhǔn)確性判斷。領(lǐng)域的檢查和驗(yàn)證工作，開展補(bǔ)償以及計(jì)量工作，相關(guān)工作人員抽樣檢查測(cè)量繪圖部分，其針對(duì)不確定部分需進(jìn)行補(bǔ)充調(diào)查和檢查，修正難以確定的地形要素部分。

2.5 外業(yè)補(bǔ)測(cè)技術(shù)應(yīng)用分析

特殊地形測(cè)量過程中，一般情況下固定翼無人機(jī)航空攝像會(huì)存在難以測(cè)量的位置，因此需要開展補(bǔ)測(cè)工作，實(shí)際補(bǔ)測(cè)過程中，相關(guān)工作人員需要對(duì)實(shí)際測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確性進(jìn)行檢查，以此對(duì)比實(shí)際測(cè)量結(jié)果和回填結(jié)果，及時(shí)確定測(cè)量過程中出現(xiàn)大的錯(cuò)誤，利用相應(yīng)修正措施，部分測(cè)量工作相比之下難度較大或者是位置較為隱蔽，因此需要開展補(bǔ)充測(cè)量工作。

2.6 立體采編測(cè)量姐技術(shù)應(yīng)用分析

地形測(cè)量后需要統(tǒng)一采編地形的立體信息，利用無人機(jī)設(shè)備對(duì)地形測(cè)量進(jìn)行拍攝過程中，需確保不同物體線節(jié)點(diǎn)的采集，以此保證采集內(nèi)業(yè)立體信息的準(zhǔn)確性，采集水涯線以及等高線過程中，需要采用手繪方式。因此，在這一區(qū)域中，處理建筑結(jié)構(gòu)信息過程中，需準(zhǔn)確找出屋頂邊緣部分，借助外業(yè)測(cè)量方式糾正測(cè)量結(jié)果。實(shí)際測(cè)量過程中需借助自動(dòng)化直角方式，修正測(cè)量結(jié)果，具體測(cè)量階段出現(xiàn)難以測(cè)量的部分，需進(jìn)行標(biāo)記，便于外業(yè)人員進(jìn)行采集以及測(cè)量工作，確保測(cè)量結(jié)果的全面性。

3 航拍工作檢查分析

起飛前檢查工作，利用無人機(jī)設(shè)備開始航拍，其中比較重要的因素是安全性，起飛之前需要確保檢查工作的全面性和嚴(yán)格性，達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后才能升空。

（1）滾轉(zhuǎn)檢查，確保滾轉(zhuǎn)角與陀螺零點(diǎn)部分的重要性，在右滾數(shù)值上確保正數(shù)。

（2）俯仰檢查，確保俯仰角以及零點(diǎn)部分是向上正值。

（3）水平檢查，安裝飛控系統(tǒng)過程中，需要科學(xué)化設(shè)置滾轉(zhuǎn)角以及俯仰角，以此提高控制效果。轉(zhuǎn)速檢查，用水轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，觀察地面站是否提示轉(zhuǎn)速;空速檢查方式，利用手擋住空速管前氣流，數(shù)值顯示0，表示設(shè)備處于正常狀態(tài)，手堵住空速管，數(shù)值未產(chǎn)生變化或者是增加數(shù)值，設(shè)備處于正常狀態(tài)。振動(dòng)測(cè)試部分，發(fā)動(dòng)機(jī)處于轉(zhuǎn)速中，需觀察傳感器跳動(dòng)情況，過程中產(chǎn)生大幅度跳動(dòng)情況，需要工作人員及時(shí)采取減震措施。

4 結(jié)束語

在數(shù)字化地形測(cè)量工作中，其并不具備簡(jiǎn)單性，因此相應(yīng)技術(shù)工作人員需要借助無人機(jī)設(shè)備，對(duì)地形進(jìn)行及時(shí)準(zhǔn)確測(cè)量，在根本程度上強(qiáng)化地形認(rèn)知水平以及應(yīng)用水平。伴隨無人機(jī)測(cè)量技術(shù)應(yīng)用范圍逐漸擴(kuò)大，數(shù)字化地形測(cè)量技術(shù)逐漸便利化，相關(guān)研究人員在不斷深化研究后，多樣化地形測(cè)量技術(shù)實(shí)現(xiàn)優(yōu)化和提高，無人機(jī)技術(shù)水平也會(huì)不斷提高，對(duì)地形測(cè)量工作順利開展具有支持作用。未來測(cè)繪工作中，相關(guān)工作人員引進(jìn)無人機(jī)攝影測(cè)量技術(shù)，積極發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)城市化建設(shè)的迅猛發(fā)展。

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