無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量在地形圖測(cè)繪中的運(yùn)用

王國(guó)梁 西安地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)院有限公司

隨著現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展和經(jīng)濟(jì)建設(shè)水平的不斷進(jìn)步以及科學(xué)技術(shù)的提升，我國(guó)對(duì)各類土地資源、礦產(chǎn)資源的需求也不斷上漲，這也推動(dòng)了測(cè)繪行業(yè)的快速發(fā)展。而在航空技術(shù)的不斷進(jìn)步下，航空攝影測(cè)量技術(shù)因其所具有的高精度和其所具有的靈活性、高效率以及高安全性特點(diǎn)，被廣泛的應(yīng)用于城市地形圖的測(cè)繪當(dāng)中。但要想充分發(fā)揮出無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量技術(shù)的優(yōu)勢(shì)和作用，就必須要全面掌握無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量技術(shù)的原理，并結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行有效的應(yīng)用。

一、關(guān)于無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量技術(shù)

無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量技術(shù)能夠獲取較為精準(zhǔn)的空間數(shù)據(jù)，其主要的工作原理是利用無(wú)人機(jī)+高分辨率的數(shù)碼相機(jī)，將其集合在一起來(lái)進(jìn)行待測(cè)的區(qū)相關(guān)高清影像的獲取，再使用信息設(shè)備轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)，為地形圖的繪制提供準(zhǔn)確依據(jù)。其搭載的是當(dāng)前較為先進(jìn)的無(wú)人機(jī)設(shè)備，并利用具備較高分辨率的數(shù)碼攝影設(shè)備來(lái)進(jìn)行相關(guān)圖像的獲取，整體的運(yùn)行效率較高且速度較快，并且具備較高的靈活性，能夠適用于多種較為危險(xiǎn)或惡劣的地形環(huán)境條件。

第一，進(jìn)行測(cè)量前，要根據(jù)不同實(shí)際情況選擇合適的無(wú)人機(jī)類型，并根據(jù)相關(guān)測(cè)量要求掌握相關(guān)信息，以此為依據(jù)來(lái)對(duì)無(wú)人機(jī)設(shè)備進(jìn)行調(diào)試和路線的確定。

第二，進(jìn)行地形測(cè)量時(shí)，無(wú)人機(jī)工作路線要設(shè)計(jì)合理的飛行路線，做到待測(cè)地區(qū)的全覆蓋，并確保路線不會(huì)影響測(cè)量工作的質(zhì)量和效果，要能夠保證對(duì)待測(cè)地區(qū)的全范圍無(wú)死角拍攝，同時(shí)還要注意無(wú)人機(jī)的安全。

二、無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

首先，無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量技術(shù)具有較高的安全系數(shù)。當(dāng)前所采用的無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量技術(shù)主要是通過(guò)無(wú)人飛機(jī)的遙控技術(shù)來(lái)予以實(shí)現(xiàn)，對(duì)于技術(shù)人員的操作專業(yè)水平要求較低。而且隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量技術(shù)的優(yōu)勢(shì)和相關(guān)設(shè)備的技術(shù)水平性能方面都在不斷提升。

其次，無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量技術(shù)有著較好的靈活性。一般情況下，無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量技術(shù)所采用的無(wú)人機(jī)體積較小，而且對(duì)停放場(chǎng)地的要求不高，在實(shí)際使用中成本也較低，操作較為簡(jiǎn)單和且智能化水平較高，能夠很好地適應(yīng)地形圖測(cè)繪的路線設(shè)計(jì)要求，技術(shù)人員能夠按照其所回傳的數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行是否需要二次測(cè)量的判斷，其用材綠色環(huán)保，日常維護(hù)與清理工作較為方便，且成本不高，設(shè)備的購(gòu)置和養(yǎng)護(hù)資金較為節(jié)省，還能夠根據(jù)實(shí)際待測(cè)地區(qū)的地形條件進(jìn)行路線的靈活性設(shè)計(jì)。

最后，無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量技術(shù)有著較強(qiáng)的實(shí)用性。無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量技術(shù)所采集的數(shù)據(jù)較為精確，而且操作人員也能夠通過(guò)機(jī)體所攜帶的攝像裝置來(lái)進(jìn)行不同角度待測(cè)地區(qū)地形的影像獲取，滿足地形圖測(cè)繪當(dāng)中不同高度測(cè)量要求，整體的測(cè)量精度較高，實(shí)用性較強(qiáng)。

三、無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量技術(shù)在地形圖測(cè)繪中的應(yīng)用

第一，無(wú)人機(jī)航空攝像機(jī)在實(shí)際測(cè)量過(guò)程中搭載POS系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)獲取飛機(jī)飛行狀態(tài)參數(shù)和主點(diǎn)坐標(biāo)，便于后期進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量，減少對(duì)地面像控點(diǎn)的依賴。對(duì)這一測(cè)量方式的運(yùn)用主要是源自無(wú)人機(jī)設(shè)備上所裝有的內(nèi)部操作系統(tǒng)，能夠根據(jù)待測(cè)地區(qū)地形的實(shí)際情況，合理的進(jìn)行攝影設(shè)備在不同角度的調(diào)整，并獲取所需的資料數(shù)據(jù)。

第二，無(wú)人機(jī)航空攝影的立體采編測(cè)量。這一測(cè)量技術(shù)應(yīng)用主要是在完成初步信息數(shù)據(jù)的采集后，無(wú)人機(jī)會(huì)將第一次采集的數(shù)據(jù)傳輸給技術(shù)人員，而技術(shù)人員可以馬上獲取立體信息的測(cè)量編碼，并進(jìn)行整體的統(tǒng)一匯總，如果發(fā)現(xiàn)其中數(shù)據(jù)出現(xiàn)較大的差異或圖像不精準(zhǔn)，可以立即進(jìn)行二次測(cè)量。所以，在使用無(wú)人機(jī)對(duì)地形進(jìn)行測(cè)繪立體采編測(cè)量時(shí)，要針對(duì)檢測(cè)難度較高或誤差較大的地區(qū)坐標(biāo)進(jìn)行特殊標(biāo)記，以便于后期二次測(cè)量時(shí)進(jìn)行補(bǔ)測(cè)量工作。

在某省礦產(chǎn)礦區(qū)測(cè)量區(qū)域的應(yīng)用中，采用無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量技術(shù)進(jìn)行了。1:2000基礎(chǔ)地形圖的施測(cè)，其測(cè)區(qū)面積約為40km2。

利用無(wú)人機(jī)航空測(cè)量技術(shù)進(jìn)行了航拍數(shù)據(jù)的采集工作，采用無(wú)人機(jī)上搭載的高像素?cái)?shù)碼相機(jī)，設(shè)置同一條航線相鄰的航高差均小于20米，同一航線上最大最小行高之差通常要小于30米，航向的重疊度設(shè)定為71%，旁向重疊度設(shè)定為42%，共使用了兩架次無(wú)人機(jī)，第一次航帶共12條，拍攝922張航片，第二架次10條航帶共拍攝1043張航片，測(cè)區(qū)航線總長(zhǎng)度為181km，航片總數(shù)為1965張。

在進(jìn)行像控點(diǎn)測(cè)量工作時(shí)，全測(cè)區(qū)按照飛行架次與地形條件，總共劃分了四個(gè)網(wǎng)區(qū)，控制點(diǎn)采用航線網(wǎng)布設(shè)航線相鄰像控點(diǎn)基線，跨度設(shè)定為6條，基線最長(zhǎng)為8條，基線旁向跨度為2條，航飛之前采用專業(yè)校驗(yàn)軟件對(duì)相機(jī)進(jìn)行了精度檢測(cè)，并獲取了精準(zhǔn)的相機(jī)畸變差系數(shù)，使用畸變糾正模塊進(jìn)行了數(shù)據(jù)預(yù)處理。

在無(wú)人機(jī)航空攝像機(jī)測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用中空三加密技術(shù)的運(yùn)作，本次通三加密主要使用的適普自動(dòng)空中三角測(cè)量軟件。這一軟件的使用除半自動(dòng)量測(cè)控制點(diǎn)之外，其他所有作業(yè)點(diǎn)都能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化完成，在區(qū)域網(wǎng)平差程序方面就有著較高的性能，其檢測(cè)功能和高精度的平差計(jì)算功能有著很好的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。

本次實(shí)例當(dāng)中行非所使用的無(wú)人機(jī)進(jìn)行了低空攝影飛行，并根據(jù)其飛行質(zhì)量情況，對(duì)測(cè)區(qū)內(nèi)所有加密點(diǎn)進(jìn)行了人工選取，這也導(dǎo)致了內(nèi)業(yè)工作量較大，確定定1：2000數(shù)字線劃圖等高距為1米。此項(xiàng)技術(shù)是整個(gè)測(cè)量工作當(dāng)中的重要組成部分，其決定了最后模型的精度和測(cè)圖的準(zhǔn)確性，針對(duì)像控點(diǎn)平面位置的偏差問(wèn)題，主要采用立體刺點(diǎn)來(lái)進(jìn)行位置的調(diào)整，以此來(lái)保證相同點(diǎn)的點(diǎn)位精度。

四、結(jié)束語(yǔ)

總之，無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量技術(shù)的運(yùn)用增強(qiáng)了地形圖測(cè)繪的精度，提高了地形圖測(cè)量的靈活性和全面以及測(cè)量效率，節(jié)省了測(cè)量成本，實(shí)現(xiàn)了高清地形圖數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確獲取，為測(cè)繪行業(yè)的持續(xù)發(fā)展提供了充足的技術(shù)支持。