試論無人機航空數(shù)字測量技術(shù)在地形測繪中的應(yīng)用

馬娟

摘要：近年來，由于中國的經(jīng)濟發(fā)展速度相當(dāng)快，不少應(yīng)用領(lǐng)域都對位置圖科技存在著很大的要求，目前地理環(huán)境檢測中較為普遍的方法就是利用GPS聯(lián)合全站儀開展野外監(jiān)測工作，但此類方法效率較低、成本費用也較高，若選擇使用載人大飛機的方法開展航測，則獲得空域過程比較繁瑣，且風(fēng)險也相當(dāng)高，相較來講并不具備突出的優(yōu)勢。但除了以上二類方法，還使用無人機等航空飛行檢測技術(shù)則能夠減少其中的弊端，并且具備精確、快捷、成本費用小、工作簡便、位如下圖精確度較高的優(yōu)勢，特別是在中小范圍內(nèi)地理環(huán)境檢測技術(shù)有著非常明顯的優(yōu)越性，從而展現(xiàn)出了非常關(guān)鍵的意義。本章內(nèi)容著重剖析了無人機飛行測量技術(shù)及其在地形測量領(lǐng)域方面的運用，并總結(jié)優(yōu)缺點，期望能夠推動中國無人機航測領(lǐng)域的發(fā)展。

關(guān)鍵字：無人機;航空攝影;形圖測繪;優(yōu)勢

一、無人機航空攝影測量技術(shù)的特點

（一）快速反應(yīng)能力。無人機飛行航測一般適用于中低空飛行，而且對所用區(qū)域也不是很大的局限，只要在較平整的路面上都能夠?qū)崿F(xiàn)升空或者下降。在數(shù)據(jù)的收集上，可以達到對人工飛機無法到達的地方進行測量的功能，每天最多可以收集上百平方公里的檢測結(jié)果。

（二）測量范圍廣闊。隨著科技的日益發(fā)達，無人機測量技術(shù)的使用范圍日益擴大，無人機既能夠在面積較大的高空域中進行大范圍的測量，也能夠在較低空域中開展小范圍的測量，從而集合了各種信息資源，有效完成了對各種信息的采集和管理。同時工作人員還能夠采用多臺無人機一起作業(yè)的方法開展測量，從而有效提高了測量數(shù)據(jù)收集速率，提高了測量的準(zhǔn)確性。此外，通過3D技術(shù)和無人機測量技術(shù)的融合，還能夠直接把所收集的信息轉(zhuǎn)化為三維模型，從而有效提高了測量工作的品質(zhì)。

（三）實效性和性價比好。傳統(tǒng)的航天攝影，通常也會面臨存檔的有效性低和得到新圖片的耗時過長的問題。而無人機的飛行檢測設(shè)備也并沒有遇到過這個難題，能夠隨時完成拍攝任務(wù)。因為相對于衛(wèi)星或者有人機而言，無人機的飛行檢測設(shè)備能夠在極短距離內(nèi)進行大量數(shù)據(jù)的檢測，并及時給出所需要發(fā)熱結(jié)果。而這樣的測量能力是普通人工測量設(shè)備無法比擬的，在小區(qū)域內(nèi)，這種方法有著巨大的技術(shù)發(fā)展優(yōu)勢。

二、無人駕駛的飛行器及航空攝影等測量技術(shù)在測量中的運用

（一）三角測量。根據(jù)當(dāng)前在全國地質(zhì)測量中普遍采用無人駕駛航空器測量技術(shù)的實踐狀況分析，整個測量過程中必須采用空氣三角測量方法，以保證計量活動的準(zhǔn)確性。通常，這種方法的運用主要是借助于空氣三角形建模技術(shù)，并根據(jù)相關(guān)概念合理布置密碼點，以完成后續(xù)的測量過程。在合理布置密碼點的時候，一般還需要選取測量范圍中最突出的地方，并且還需要專業(yè)標(biāo)注不同密碼點的標(biāo)準(zhǔn)高度差。如在比例尺為1：1000的地方，密碼點高度差顯示在版圖上必須限制在一mm之上。在對河流、峽谷等重要地方開展監(jiān)測教學(xué)活動時，也可考慮提高航測節(jié)點之間的標(biāo)準(zhǔn)高程差，以提高監(jiān)測活動的安全性。在開展了加密點布設(shè)教學(xué)活動之后，便可開展空間三角監(jiān)測管理工作，而具體的監(jiān)測任務(wù)則涉及許多方面，主要有前期準(zhǔn)備、定向確定、測量數(shù)據(jù)等。在這階段中，各監(jiān)測人員都必須全面掌握航測像素精度，而且也必須按照現(xiàn)場狀況來靈活調(diào)節(jié)精度的水平。

（二）像片控制測量。為進一步提高所獲得照片的品質(zhì)，在本項目實施過程當(dāng)中，必須利用區(qū)域網(wǎng)進行像控點，同時，在無人機航拍攝影測試工作進行的前期必須根據(jù)地質(zhì)要求和氣象條件，和按照飛機架次把整個測量范圍分割為幾個網(wǎng)區(qū)。為保證各測點的相關(guān)數(shù)據(jù)都可以很精確的得到，在實際的測試過程當(dāng)中還必須部署相應(yīng)的廣西平果高級中學(xué)控制點地區(qū)，以保證每一個像控點都可以分配到標(biāo)準(zhǔn)點位上。在區(qū)域網(wǎng)的凹凸角增設(shè)平高點，并適時調(diào)節(jié)其檢測的覆蓋范圍，以便于進一步提高測試的準(zhǔn)確度。在測定過程當(dāng)中必須充分考慮到測區(qū)地質(zhì)因素對測定成果的影響程度，除進行像控點的聯(lián)測以外，還必須根據(jù)周圍若干網(wǎng)區(qū)的地質(zhì)情況來確定高程控制點位，以進一步提高對像片控制測定成果的質(zhì)量。

（三）無人機數(shù)字化監(jiān)測與制圖技術(shù)應(yīng)用。由于引進無人機飛行測量系統(tǒng)，可以使得整體測量工作過程更加的數(shù)字化和信息化。當(dāng)獲得了各種地形信號之后，要從相應(yīng)應(yīng)用軟件中完成對地質(zhì)數(shù)據(jù)的分析，而根據(jù)當(dāng)前中國地質(zhì)測量的實際狀況，測試技術(shù)人員通常利用如CAD等應(yīng)用軟件來進行數(shù)字化建模工作，從而對所有地質(zhì)信號做出適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)換，為以后進行圖像統(tǒng)計分析奠定了參考基準(zhǔn)。一般來說，這種過程由控制系統(tǒng)手動的轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)處理和部分人工運算實現(xiàn)的。當(dāng)數(shù)據(jù)信號被輸入系統(tǒng)后，控制系統(tǒng)就能夠根據(jù)采用手動配置來獲得DSM數(shù)據(jù)，或利用數(shù)據(jù)濾波技術(shù)來優(yōu)化DEM位置圖像。之后，整套控制系統(tǒng)將會依靠于以前的工作經(jīng)驗來進一步優(yōu)化航拍測量模塊，從而及時糾正錯誤信號，并獲得正射影像。

（四）無人機的低空航測技術(shù)。指無人機利用動力系統(tǒng)實現(xiàn)自主升空，在達到規(guī)定高程后完成的空中測量。無人機具有低空航測系統(tǒng)功能，此系統(tǒng)采用高清晰的數(shù)碼攝像機，能夠有效提高清晰度，并實現(xiàn)了自動檢校，充分保證了信息數(shù)據(jù)的真實性。同時，控制系統(tǒng)還能夠利用軟件進行校驗處理，從而有效抑制了偏差，更符合無人機低空航測的實用要求。

三、結(jié)語

充分發(fā)揮了無人機航拍攝像技術(shù)的優(yōu)越性，以全面加強對地形信息的收集與管理，為地方的城市規(guī)劃與基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)提供了一定的數(shù)據(jù)信息為保證。這就要求中國地形測量研究人員深刻認(rèn)識無人機航空攝影測量技術(shù)的優(yōu)越性與內(nèi)涵，并創(chuàng)新測量的形式，以達到測量活動的自動化、智能化，并促進了中國無人機航空測量領(lǐng)域的蓬勃發(fā)展。

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