論無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量技術(shù)在工程測(cè)量和地質(zhì)測(cè)繪中的應(yīng)用

郭海杰

（天水三和數(shù)碼測(cè)繪院有限公司，甘肅 天水 741000）

技術(shù)的發(fā)展給各個(gè)領(lǐng)域帶來(lái)了不同程度的便利，其中無(wú)人機(jī)的出現(xiàn)也大大降低了測(cè)量工作的難度。無(wú)人機(jī)航攝測(cè)量技術(shù)作為一項(xiàng)新技術(shù)，在我國(guó)出現(xiàn)較晚，應(yīng)用較晚，但優(yōu)勢(shì)明顯。在未來(lái)，我們應(yīng)該做好技術(shù)的應(yīng)用。無(wú)人機(jī)可以代替操作員完成相關(guān)工作，其視角更廣闊，收集的數(shù)據(jù)更全面準(zhǔn)確。此外，由于其方便快捷，在工程測(cè)量中也顯得越來(lái)越重要。在使用無(wú)人機(jī)航攝測(cè)量技術(shù)時(shí)，由于其技術(shù)含量高，有許多需要注意的事項(xiàng)。要想充分發(fā)揮技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，就必須掌握技術(shù)要點(diǎn)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)技術(shù)的優(yōu)化效果。

1 無(wú)人機(jī)航攝測(cè)量技術(shù)的概念

無(wú)人機(jī)航拍測(cè)量技術(shù)包括許多技術(shù)要素，包括計(jì)算機(jī)技術(shù)、導(dǎo)航技術(shù)等。在無(wú)人機(jī)航拍測(cè)量中，需要注意的技術(shù)要點(diǎn)有：航拍測(cè)量數(shù)據(jù)的采集、分析、準(zhǔn)確數(shù)據(jù)的利用、系統(tǒng)的維護(hù)和升級(jí)[1]。

本文將從概念上分析無(wú)人機(jī)航攝測(cè)量技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)及其應(yīng)用。分析無(wú)人機(jī)航攝測(cè)量技術(shù)的關(guān)鍵是無(wú)人機(jī)的操作和使用。無(wú)人機(jī)航拍測(cè)量系統(tǒng)由GPS導(dǎo)航衛(wèi)星、無(wú)人機(jī)遙感平臺(tái)、數(shù)據(jù)處理中心、地面接收等多個(gè)環(huán)節(jié)組成。合理利用無(wú)人機(jī)航拍測(cè)量技術(shù)，可以多方位、多角度采集影響信息。在無(wú)人機(jī)航攝測(cè)量系統(tǒng)的運(yùn)行中，兩者是相互連接的，任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障都會(huì)影響最終效果。

2 無(wú)人機(jī)在測(cè)繪工程中的優(yōu)勢(shì)

在測(cè)繪工程中，采用無(wú)人技術(shù)可以有效提高數(shù)據(jù)處理速度。提高業(yè)務(wù)性能，首先，可以有效提高數(shù)據(jù)監(jiān)控的效率。在無(wú)人機(jī)技術(shù)的發(fā)展過(guò)程中，面對(duì)各種突發(fā)事件，該技術(shù)能夠有效的解決，避免延誤，提高探測(cè)效率。處理突發(fā)事件，彌補(bǔ)不必要的損失，可以有效提高測(cè)量效率。其次，在測(cè)繪工程中，無(wú)人機(jī)技術(shù)可以有效地處理各種信息數(shù)據(jù)，加快處理速度2]。它可以提高航空和相機(jī)的分辨率，獲得更準(zhǔn)確的地理信息，在實(shí)際使用中具有很大的現(xiàn)實(shí)意義。最后，可以有效地增加監(jiān)測(cè)規(guī)模，在利用無(wú)人機(jī)遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)的過(guò)程中，充分發(fā)揮監(jiān)測(cè)范圍的可控性和可擴(kuò)展性，能夠有效地反映監(jiān)測(cè)區(qū)域的實(shí)際情況，提供更準(zhǔn)確的地理信息。值得注意的是，在無(wú)人機(jī)技術(shù)的過(guò)程中，可以改變傳統(tǒng)的無(wú)人機(jī)技術(shù)條件落后的情況，并且可以攜帶更多準(zhǔn)確的傳感器，以最大化無(wú)人機(jī)傳感器的準(zhǔn)確性，確保無(wú)人機(jī)具有可操作性，滿足測(cè)繪工程的基本要求。一般來(lái)說(shuō)，無(wú)人機(jī)技術(shù)應(yīng)用于環(huán)境和面積較差的山區(qū)。為了滿足無(wú)人機(jī)著陸性能的要求。大型機(jī)器可能需要滑翔功能，而惡劣的環(huán)境區(qū)域無(wú)法滿足無(wú)人機(jī)自動(dòng)起降的需要。在這個(gè)過(guò)程中，一定要選擇小型遙感無(wú)人機(jī)，它具有較高的抗風(fēng)性，可有效降低其質(zhì)量，即使在惡劣的條件下，也能實(shí)現(xiàn)起飛和降落，使目標(biāo)區(qū)域獲得準(zhǔn)確的航拍坐標(biāo)。

3 無(wú)人機(jī)技術(shù)在工程規(guī)劃與測(cè)量中的應(yīng)用

3.1 無(wú)人機(jī)技術(shù)在礦山工程規(guī)劃測(cè)量中的應(yīng)用

不像平原地區(qū)，因?yàn)榈V區(qū)周圍的地理環(huán)境復(fù)雜，地形也比較崎嶇，如果采用人工測(cè)繪，很難獲取周圍環(huán)境的具體信息。然而，無(wú)人機(jī)技術(shù)可以克服這些困難。在航拍過(guò)程中，可以獲得清晰的礦山周邊地理圖像，為礦山處理中的圖像提供科學(xué)有效的數(shù)據(jù)[3]。這樣可以提高采礦的精度和礦山建設(shè)的精細(xì)化，在快速獲取信息的同時(shí)可以提高工作效率和縮短工作時(shí)間。與人工測(cè)繪相比，無(wú)人機(jī)采集和分析的結(jié)果更準(zhǔn)確、更形象。該結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性也滿足了礦山規(guī)劃測(cè)量的要求，保證了工程的有序進(jìn)行。

3.2 無(wú)人機(jī)技術(shù)在城市景觀規(guī)劃與測(cè)量中的應(yīng)用

隨著城市的發(fā)展，在城市規(guī)劃的過(guò)程中需要大量的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，這有利于規(guī)劃師的設(shè)計(jì)。無(wú)人機(jī)攝影技術(shù)可以同時(shí)獲取大量的高精度測(cè)量數(shù)據(jù)。利用無(wú)人機(jī)航拍在地面平臺(tái)上獲取地面信息時(shí)，結(jié)合現(xiàn)代攝影技術(shù)的發(fā)展，攝影技術(shù)可以更清晰地展示地面圖像，其精度比手工測(cè)繪更準(zhǔn)確。從圖像上看，顏色和顏色的顏色與實(shí)際的顏色沒(méi)有什么不同。此外，無(wú)人機(jī)還可以獲得不同的信息數(shù)據(jù)從不同的角度對(duì)城市景觀規(guī)劃，根據(jù)設(shè)計(jì)師的要求，大量的信息可以根據(jù)篩選程序，它省略了時(shí)間參與人員處理和審計(jì)信息，同時(shí)也減少了錯(cuò)誤造成的錯(cuò)誤信息的過(guò)程中工作。

3.3 航空攝影

通過(guò)對(duì)無(wú)人機(jī)成像設(shè)備的分析，發(fā)現(xiàn)通常采用激光掃描儀或光光學(xué)相機(jī)。這些拍攝設(shè)備的應(yīng)用可以提高航拍精度，為測(cè)繪工作提供更好的技術(shù)支持。同時(shí)，通過(guò)微處理系統(tǒng)的應(yīng)用，可在無(wú)人機(jī)內(nèi)部配置其他設(shè)備，全面掃描拍攝圖像。這樣可以對(duì)無(wú)人機(jī)捕捉到的圖像信息進(jìn)行初步處理，對(duì)數(shù)據(jù)和圖像內(nèi)容進(jìn)行暫存處理。無(wú)人遙感在目前的航拍中得到了廣泛的應(yīng)用，如在城市規(guī)劃過(guò)程中應(yīng)用無(wú)人機(jī)進(jìn)行航拍，更詳細(xì)的了解城市布局的現(xiàn)狀，可以為城市規(guī)劃提供更好的支持。特殊目標(biāo)的獲取研究指出，在測(cè)繪過(guò)程中，無(wú)人機(jī)可以從拍攝位置多角度拍攝目標(biāo)，也可以拍攝多尺度的圖像，從而解決建筑遮擋造成的測(cè)量問(wèn)題，進(jìn)一步提高工程測(cè)量的精度。因此，無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)可用于采集特定目標(biāo)的自然信息及相關(guān)數(shù)據(jù)，如軍方，借助無(wú)人遙感技術(shù)獲取有針對(duì)性的測(cè)繪目標(biāo)。同時(shí)，還可以在地形圖制作過(guò)程中利用無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)對(duì)一些特殊的目標(biāo)進(jìn)行測(cè)量，如收集清真寺的詳細(xì)數(shù)據(jù)和圖像數(shù)據(jù)，獲得更準(zhǔn)確的測(cè)繪數(shù)據(jù)信息。實(shí)踐證明，利用無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)對(duì)特定目標(biāo)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，可以保證數(shù)據(jù)內(nèi)容的準(zhǔn)確性，為制作大比例尺地圖提供更好的技術(shù)支持。這不僅節(jié)省了地形圖繪制過(guò)程中人力物力的消耗，還減少了資金的投入，提高了測(cè)繪項(xiàng)目的質(zhì)量。

4 無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量在地質(zhì)測(cè)繪中的分析

4.1 畫面有序調(diào)節(jié)

對(duì)于工程測(cè)繪而言，無(wú)人機(jī)攝影技術(shù)的應(yīng)用無(wú)疑可以將數(shù)據(jù)處理的精度提高到一個(gè)新的高度。例如，無(wú)人機(jī)攝影技術(shù)，即使在復(fù)雜的地理環(huán)境下，仍然具有巨大的優(yōu)勢(shì)。通過(guò)無(wú)人機(jī)的空中拍攝對(duì)象圖像采集的方法，測(cè)量數(shù)據(jù)收集和空中拍攝地面數(shù)據(jù)處理可以全面提高測(cè)繪工程測(cè)量的效率和安全性，并確保施工質(zhì)量，也許多項(xiàng)目的發(fā)展提供有效的參考因素。

畫面的有序調(diào)節(jié)可以添加精確的攝像頭控制，提高當(dāng)前狀態(tài)下的控制水平。采用相機(jī)測(cè)量，將所有可用數(shù)據(jù)集成到導(dǎo)航系統(tǒng)中，具有全球定位的特點(diǎn)。在導(dǎo)航的指導(dǎo)下，設(shè)置可轉(zhuǎn)換的測(cè)量值，通過(guò)這種轉(zhuǎn)換得到真實(shí)區(qū)域的地形特征。在條件許可時(shí)，亦可記錄每個(gè)時(shí)段的空中反應(yīng)。在地形測(cè)量中選擇圖像所需的控制點(diǎn)，并制定其布局方向。在導(dǎo)航系統(tǒng)的輔助下，采用了一種新的測(cè)量方法，對(duì)圖像控制點(diǎn)進(jìn)行了全面的檢測(cè)。對(duì)于對(duì)外業(yè)務(wù)的流程，控制點(diǎn)集中在最初的定位上?？刂泣c(diǎn)應(yīng)設(shè)置在轉(zhuǎn)彎處的路徑上或斑馬線上。在這些點(diǎn)周圍，您可以添加明確的引用來(lái)標(biāo)識(shí)其屬性。描述了整體結(jié)構(gòu)內(nèi)的方位關(guān)系，便于后續(xù)的地形測(cè)量。

4.2 做好質(zhì)量檢驗(yàn)工作精確的結(jié)果

在這個(gè)過(guò)程中肯定需要投入大量的精力，并反復(fù)檢查數(shù)據(jù)的收集和整理。無(wú)人機(jī)航拍測(cè)量系統(tǒng)涉及多個(gè)環(huán)節(jié)，任何環(huán)節(jié)都不存在問(wèn)題。因此，檢查的重要性和各環(huán)節(jié)之間的聯(lián)系是不言而喻的。依靠一方的質(zhì)量檢驗(yàn)，很難及時(shí)發(fā)現(xiàn)過(guò)程和結(jié)果中的錯(cuò)誤。

4.3 路線設(shè)計(jì)合理

一般情況下，一些射擊任務(wù)不能由一架無(wú)人機(jī)完成，需要多架無(wú)人機(jī)協(xié)同完成最終的射擊目標(biāo)。多架無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)，面臨著分工合作的問(wèn)題。如何分工合作，需要相關(guān)人員仔細(xì)考慮。其中，路線的合理設(shè)計(jì)是關(guān)鍵的一步。如果無(wú)人機(jī)路線重復(fù)，很容易發(fā)生畫面重合的現(xiàn)象，這無(wú)疑是浪費(fèi)資源。為了提高無(wú)人機(jī)的工作效果，有必要科學(xué)地安排無(wú)人機(jī)航路，避免機(jī)臺(tái)之間的時(shí)差。另外，為了整體畫面，最好在不同無(wú)人機(jī)之間交叉運(yùn)行，以免影響畫面效果，避免無(wú)人機(jī)的出現(xiàn)破壞了原畫面的整體效果。

4.4 建立測(cè)量區(qū)域控制網(wǎng)

測(cè)量區(qū)控制網(wǎng)的建立需要合理布置，從點(diǎn)出發(fā)建立三角網(wǎng)平差。因?yàn)榭刂泣c(diǎn)加密需要在以后的階段，為了方便后期的控制點(diǎn)的加密，使用控制點(diǎn)應(yīng)在早期階段，借助空間的三個(gè)加密或直接用于圖片的攝影測(cè)量定位。此外，后期需要利用相機(jī)的坐標(biāo)和方位參數(shù)統(tǒng)一坐標(biāo)系，做好地點(diǎn)坐標(biāo)的計(jì)算工作。

4.5 做好測(cè)量區(qū)域外控制點(diǎn)的現(xiàn)場(chǎng)控制

工作測(cè)量區(qū)外控制點(diǎn)的現(xiàn)場(chǎng)控制工作主要從兩個(gè)方面入手：一是提高測(cè)量技術(shù)水平，二是提高工作人員的整體素質(zhì)。借助測(cè)量技術(shù)，保證了畫面的拍攝效果。另外，通過(guò)及時(shí)監(jiān)控，一旦屏幕出現(xiàn)問(wèn)題，就需要及時(shí)調(diào)整。此外，工作人員需要合理設(shè)計(jì)控制點(diǎn)。在推進(jìn)工作進(jìn)程的過(guò)程中，應(yīng)嚴(yán)格按照有關(guān)規(guī)章制度和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，及時(shí)、合理、必要地進(jìn)行調(diào)整。最后，在三維建模工作中，要根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)信息和控制點(diǎn)來(lái)確定建模的合理性。

5 小結(jié)

地形的映射，航空攝影測(cè)量技術(shù)的使用可以給測(cè)繪工作帶來(lái)很大幫助，一方面，它可以從根本上提高工作的效率，另一方面，它也可以使測(cè)量成本實(shí)現(xiàn)最大限度的減少。在下一步的設(shè)計(jì)和開發(fā)中，有必要提高無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)。無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)在工程測(cè)繪中發(fā)揮著重要作用，為工程測(cè)繪提供了諸多便利，節(jié)約了時(shí)間和成本，保證了數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性。后期的發(fā)展中有必要引起相關(guān)人員的注意并積極推廣。