無(wú)人機(jī)在大比例尺地形測(cè)量中的應(yīng)用

張少鵬

摘要：隨著時(shí)代的發(fā)展，無(wú)人機(jī)技術(shù)已經(jīng)在地形的測(cè)量測(cè)繪工作有著廣泛的應(yīng)用，當(dāng)前已經(jīng)成為地形測(cè)量與測(cè)繪工作的最主要手段。無(wú)人機(jī)是當(dāng)今社會(huì)重要的科技產(chǎn)品，近年來(lái)在我國(guó)的發(fā)展十分迅猛，已經(jīng)有很多無(wú)人機(jī)公司為我國(guó)制造出技術(shù)水平一流的先進(jìn)無(wú)人機(jī)。無(wú)人機(jī)技術(shù)的重要應(yīng)用是偵測(cè)技術(shù)，在民用與軍工領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛，對(duì)于民用無(wú)人機(jī)，其主要應(yīng)用于對(duì)地形的測(cè)量與測(cè)繪工作。本文通過(guò)對(duì)無(wú)人機(jī)測(cè)量技術(shù)的介紹，并分析其攝影測(cè)量技術(shù)在大比例尺地形測(cè)量領(lǐng)域的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：無(wú)人機(jī);大比例尺;地形測(cè)量

1無(wú)人機(jī)航空測(cè)繪原理

為了能夠有效地分析以及探索無(wú)人機(jī)測(cè)繪技術(shù)，相關(guān)人員首先需要對(duì)無(wú)人機(jī)測(cè)繪技術(shù)的原理進(jìn)行明確以及了解，在實(shí)際的無(wú)人機(jī)測(cè)繪過(guò)程中，大部分的技術(shù)原理都是依靠于中心投影的投射變換技術(shù)以及投影幾何反轉(zhuǎn)原理。投射變換技術(shù)是一種應(yīng)用于航空攝影的技術(shù)，該技術(shù)主要的目的就是為了能夠讓單相片攝影得到良好的處理，而投影幾何反轉(zhuǎn)原理則是應(yīng)用于無(wú)人機(jī)對(duì)立體地形進(jìn)行測(cè)量以及繪圖。在實(shí)際的測(cè)繪過(guò)程中，無(wú)人機(jī)能夠通過(guò)自身所擁有的高清攝影技術(shù)來(lái)對(duì)地面地形以及固有物的三維坐標(biāo)進(jìn)行確定和測(cè)量，并且將這種坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成為對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)反饋到后臺(tái)系統(tǒng)之中，相關(guān)人員在接受到反饋的數(shù)據(jù)之后就能夠清楚地了解到測(cè)量地點(diǎn)的地形以及固有物的實(shí)際情況，經(jīng)過(guò)自身的技術(shù)來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，最終就能夠?qū)⑦@種數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變成為對(duì)應(yīng)的圖。這類(lèi)圖在經(jīng)過(guò)后期工具的修正以及調(diào)整就能夠生成擬真地形圖，從而完成整體無(wú)人機(jī)測(cè)繪工作，最終完成一個(gè)地形地貌的圖像輸出工作。

2無(wú)人機(jī)測(cè)量技術(shù)的優(yōu)勢(shì)作用

2.1辨識(shí)度高

在地形測(cè)量中，無(wú)人機(jī)的拍攝功能是無(wú)人機(jī)測(cè)量的主要技術(shù)優(yōu)勢(shì)，能夠從多角度對(duì)測(cè)量地形進(jìn)行拍攝，有效解決了無(wú)人機(jī)拍攝的遮擋問(wèn)題。此外，同構(gòu)紅外線技術(shù)的應(yīng)用，能夠讓無(wú)人機(jī)在各種環(huán)境下進(jìn)行拍攝，通過(guò)數(shù)碼成像設(shè)備的應(yīng)用提高了攝影的分辨率。

2.2靈活性強(qiáng)

隨著無(wú)人機(jī)制造技術(shù)的發(fā)展，能夠在各種條件下滿足機(jī)動(dòng)靈活的需求，尤其在電力巡線以及安全防務(wù)中，無(wú)人機(jī)的靈活性減小了對(duì)環(huán)境的要求，能夠滿足各類(lèi)惡劣環(huán)境中的地形測(cè)量工作;而且無(wú)人機(jī)向著小型化發(fā)展，活動(dòng)的范圍也在不斷加大，這將促進(jìn)無(wú)人機(jī)在更多領(lǐng)域中的應(yīng)用。

2.3有效的提高工作效率

通過(guò)無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)，首先是可以全面監(jiān)測(cè)地形的真實(shí)情況，同時(shí)可以提高工作效率，以前測(cè)量一塊復(fù)雜的地形必須耗費(fèi)大量的人力物力，但是用無(wú)人機(jī)測(cè)量技術(shù)就可用幾個(gè)人進(jìn)行簡(jiǎn)單的操作就可以完成，雖然說(shuō)后期圖像處理比較麻煩，但是整體來(lái)說(shuō)，無(wú)人機(jī)的航測(cè)把測(cè)繪技術(shù)帶上一個(gè)新高度，至于面臨的一些測(cè)量和后期處理的問(wèn)題，這就要無(wú)人機(jī)在硬件上進(jìn)行改進(jìn)，應(yīng)該把無(wú)人機(jī)技術(shù)和全自動(dòng)測(cè)量?jī)x技術(shù)相結(jié)合，這樣就能在航測(cè)上得到很好的進(jìn)展。

2.4監(jiān)測(cè)結(jié)果更加直觀化

以前的測(cè)量只是通過(guò)不同的數(shù)據(jù)用圖形表現(xiàn)出地形的各種狀況，無(wú)人機(jī)的航測(cè)就相對(duì)于直觀，不光能測(cè)出各種地形數(shù)據(jù)，而且還能夠用真實(shí)的圖片表現(xiàn)出來(lái)，這樣大大增強(qiáng)工作人員對(duì)地形的分析能力。但是，在分析測(cè)量信息的過(guò)程中，工作人員必須仔細(xì)比對(duì)，不可在不懂得地方用自己的經(jīng)驗(yàn)去判斷數(shù)據(jù)，這樣很容易造成分析錯(cuò)誤，所以在航測(cè)的后期信息處理方面工作人員應(yīng)該多加注意。

3無(wú)人機(jī)在大比例尺地形測(cè)圖中的應(yīng)用分析

3.1攝影分區(qū)和航線布設(shè)

在劃分航攝分區(qū)時(shí)需要遵循這幾個(gè)原則：分區(qū)界線需要和圖廓線相應(yīng);而分區(qū)中的地形高差不得>1/6的對(duì)應(yīng)航高;需要確保地形高差和航線的直線性的，就需要盡量確保分區(qū)的跨度，可以廣泛的覆蓋到全部攝區(qū);在地面高差發(fā)生突然的改變時(shí)，地形特點(diǎn)的區(qū)別明顯并且存在特殊需求時(shí)，能夠不根據(jù)圖廓對(duì)攝影分區(qū)進(jìn)行劃分，在進(jìn)行航線布設(shè)時(shí)需要按照這些標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行：通常情況下的航線與圖廓線飛行是東西方向平行的，在一定的條件下也能夠朝著南北方向飛行或者是隨著線路、河流與海岸線飛行;所曝光的位置最好通過(guò)數(shù)字高程模型根據(jù)地形起伏的形狀展開(kāi)設(shè)計(jì)（所設(shè)計(jì)的航向重疊度最好≤65%）;在對(duì)水域、海區(qū)進(jìn)行攝影時(shí)，最好防止主點(diǎn)落水，并保證全部島嶼都能全面覆蓋，同時(shí)可以建立立體像對(duì);對(duì)于攝區(qū)的邊界部分規(guī)定的覆蓋標(biāo)準(zhǔn)為航向覆蓋大于攝區(qū)邊界線不得小于兩條基線，而超過(guò)攝區(qū)邊界線的位置通常不得低于整個(gè)范圍的50%，在方便施測(cè)像控點(diǎn)實(shí)施且不妨礙內(nèi)業(yè)順利加密的情況下，一旁的覆蓋面超過(guò)攝區(qū)邊界線不得低于整體范圍的30%。

3.2地圖地形數(shù)據(jù)資料的收集

分相技術(shù)在無(wú)人機(jī)測(cè)量技術(shù)中應(yīng)用得非常廣泛，測(cè)繪施工人員應(yīng)該按照當(dāng)?shù)氐木唧w范圍，增加地圖地形的數(shù)據(jù)收集能力。第一步，測(cè)繪人員務(wù)必重點(diǎn)掌握所測(cè)區(qū)域的地形全貌，不得在沒(méi)有了解地形狀況的情況下貿(mào)然應(yīng)用無(wú)人機(jī)，這樣才能在增強(qiáng)無(wú)人機(jī)測(cè)量效率的情況下，保證無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)在使用過(guò)程中的安全性，進(jìn)一步確保測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度。第二步，在實(shí)施測(cè)量工作時(shí)，應(yīng)該規(guī)劃監(jiān)控點(diǎn)和發(fā)射點(diǎn)，保障無(wú)人機(jī)在運(yùn)行期間按照安全運(yùn)行的途徑展開(kāi)施工作業(yè)。最后，在收集地形信息資料時(shí)，還應(yīng)該按照地理地貌的特點(diǎn)規(guī)劃路線，而對(duì)于地圖上所標(biāo)記的不當(dāng)信息應(yīng)該立即更改，預(yù)先做好無(wú)人機(jī)運(yùn)行過(guò)程中的應(yīng)急問(wèn)題處理方式，讓無(wú)人機(jī)測(cè)量技術(shù)可以更有效的開(kāi)展。

3.3無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量

無(wú)人機(jī)傾斜影像測(cè)量主要指的是在建筑工程竣工階段的測(cè)量中使用到的一種測(cè)量方法，這種方法具備很多優(yōu)點(diǎn)，首先就是能夠呈現(xiàn)出比較真實(shí)的立體效果，能夠反映出比較真實(shí)的影響。第二點(diǎn)，提供的信息內(nèi)容比較豐富，這樣就更加有利于建模工作的進(jìn)行，提供更加豐富完整的紋理信息，第三點(diǎn)就是能夠?qū)崿F(xiàn)高精度的測(cè)量工作，無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量工作的優(yōu)點(diǎn)就是能夠獲取建筑工程竣工地形的測(cè)量圖紙，這種獲取方法相對(duì)傳統(tǒng)的方法更加快速、高效、精確，同時(shí)還避免了傳統(tǒng)測(cè)量中動(dòng)用大量人力物力的弊端，使得測(cè)量過(guò)程非常簡(jiǎn)便易行，生產(chǎn)效率也能夠得到有效提高。同時(shí)還能夠?yàn)橹蟮囊?guī)劃工作提供非常豐富的信息，幫助有關(guān)部門(mén)進(jìn)行決策工作，綜上，無(wú)人機(jī)傾斜攝影能夠在建筑工程中取得非常廣泛的應(yīng)用。

結(jié)束語(yǔ)

無(wú)人機(jī)在測(cè)量工作已經(jīng)是一項(xiàng)非常成熟的技術(shù)，利用好無(wú)人機(jī)的優(yōu)良特性，可以給工作帶來(lái)極大的好處甚至再某些工作能取得突破性進(jìn)展。由于無(wú)人機(jī)測(cè)量技術(shù)的不斷發(fā)展，地形測(cè)量水平也將不斷提升，應(yīng)用的范圍也將不斷拓展，將各種優(yōu)秀的技術(shù)與無(wú)人機(jī)測(cè)量技術(shù)的融合，必然會(huì)推動(dòng)無(wú)人機(jī)測(cè)量技術(shù)在更多領(lǐng)域中發(fā)揮更高的應(yīng)用價(jià)值。

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