無人機(jī)航測技術(shù)及其在地形測繪工作中的應(yīng)用

陳姝

（遼寧省基礎(chǔ)測繪院，遼寧錦州 121003）

雖然我國地形測繪技術(shù)的不斷發(fā)展，相比于傳統(tǒng)的測繪技術(shù)來說新興的無人機(jī)航空測繪技術(shù)已經(jīng)逐漸成為我國主要記圖測繪的技術(shù)，因?yàn)槠錅y量過程中不會受到時(shí)間和空間的限制，而且它的速度相比于傳統(tǒng)測繪技術(shù)來說更少，進(jìn)程比較快而且測量范圍的面積更大。對于其人工測量來說，它的測繪精準(zhǔn)度也更高，測繪所產(chǎn)生的誤差也更少，在我國的大多數(shù)地圖索賄來說無人機(jī)的事情越來越多的出現(xiàn)在地圖測繪當(dāng)中。

一、無人機(jī)航空技術(shù)優(yōu)勢

1.較高的分辨率

無人機(jī)航空技術(shù)的其中一個(gè)優(yōu)勢就是在面對攝影數(shù)據(jù)的時(shí)候具有較高的分辨率，對物體影像傳輸較清晰。

其技術(shù)要點(diǎn)，一是采用了動態(tài)的GPS定位技術(shù)和低空攝影技術(shù)，成為一種新型測繪技術(shù)；二是與傳統(tǒng)的測繪技術(shù)相比，具有更高分辨率的影像資料，為地圖測繪提供了更大便利性；三是其分辨率可達(dá)到厘米級別，而且能夠應(yīng)用的范圍角比傳統(tǒng)測繪技術(shù)更加寬泛，能夠更加準(zhǔn)確測量出所需；四是測量物品的長寬高比人工測繪更精準(zhǔn)和方便，傳回的數(shù)據(jù)也更直觀，為地形測繪提供了更大的便利性和精準(zhǔn)度。

2.獲得數(shù)據(jù)量更多

利用無人機(jī)航空技術(shù)來測繪的應(yīng)用較多，與其它的測繪技術(shù)相比，可以在更短的時(shí)間內(nèi)獲得更大量的測繪數(shù)據(jù)。可以以現(xiàn)代化技術(shù)為基礎(chǔ)通過簡單的人工操作對大面積的測繪范圍進(jìn)行精確測繪，具有精準(zhǔn)度高和范圍大的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)所獲測繪數(shù)據(jù)較比傳統(tǒng)測繪更多，可以達(dá)到短時(shí)間內(nèi)獲得高效率的測繪數(shù)據(jù)。且縮短時(shí)間，在一定程度上減少了測繪成本，人工成本大大減少，使工地所獲得的經(jīng)濟(jì)效益更高。因此，無人機(jī)航空測繪技術(shù)在更多的地形圖測繪當(dāng)中廣泛運(yùn)用。

3.測繪成本低

無人機(jī)航測技術(shù)融合了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)，大大減少傳統(tǒng)測繪的人工測量成本。由于無人機(jī)操作簡單，不需要專門雇傭技術(shù)人員來進(jìn)行操作，因此也沒有額外成本。但是在使用過程中要保證無人機(jī)不會在低矮和極窄的環(huán)境下通過來保證其機(jī)身完整度。

無人機(jī)航測技術(shù)的社會經(jīng)濟(jì)效益比傳統(tǒng)測繪技術(shù)成本更低，通過這種測量技術(shù)所獲得更高的測繪精準(zhǔn)度，也節(jié)省了測繪范圍和周期方面成本，從而獲得更高的經(jīng)濟(jì)效益，也為現(xiàn)代測繪技術(shù)的發(fā)展提供前進(jìn)方向。

二、無人機(jī)航空測繪技術(shù)內(nèi)容和現(xiàn)狀

無人機(jī)航測技術(shù)是遙感技術(shù)作為基礎(chǔ)，搭建不同的相機(jī)和攝影器具來對環(huán)境進(jìn)行具體測繪。運(yùn)用定點(diǎn)的方式來進(jìn)行測繪并且測繪人員要與操作人員進(jìn)行實(shí)時(shí)溝通，而且在此技術(shù)之后還需要后期人員對其進(jìn)行影像組合和重復(fù)影像剔除的方法來將測繪范圍更加具體和細(xì)化。它的優(yōu)點(diǎn)相比于傳統(tǒng)測繪技術(shù)來說能夠更加精準(zhǔn)，時(shí)間進(jìn)程短而且能夠進(jìn)行二次重繪，方便測繪人員對數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄和總結(jié)。

當(dāng)前，我國的無人機(jī)航空技術(shù)已經(jīng)大量應(yīng)用于地圖測繪，但相比于其他國家，我國的無人機(jī)技術(shù)開始研制時(shí)間較晚，實(shí)際使用的操作人員不多，使用范圍也不廣，所以才進(jìn)行測繪時(shí)我們需要聘請專門的人員來進(jìn)行教學(xué)，但是教學(xué)內(nèi)容比較簡單，實(shí)際操作起來也比較容易，不需要額外的人工進(jìn)行測繪。

雖然無人機(jī)測繪技術(shù)已經(jīng)達(dá)到了穩(wěn)定測繪和精準(zhǔn)測繪，所使用的器具已經(jīng)達(dá)到了SAR的遙感拍攝技術(shù)和低空拍攝技術(shù)的POS，但國內(nèi)還僅限于普通的攝影技術(shù)。相比之下，當(dāng)前國內(nèi)的無人機(jī)攝影技術(shù)在數(shù)據(jù)接收時(shí)獲得的影像不清晰、不穩(wěn)定，在對其測量時(shí)可能會造成眼花繚亂，無法對所測范圍進(jìn)行具體測量。但近幾年來，我國已加大對無人機(jī)航空技術(shù)的測量研制投入，現(xiàn)在我國已研制出民用商用的無人機(jī)航空測量處理系統(tǒng)。

2009年以來，我國加大無人機(jī)生產(chǎn)技術(shù)投入，已生產(chǎn)出UAVRSE-B等無人機(jī)。隨著十幾年來的迅猛發(fā)展，我國無人機(jī)產(chǎn)品質(zhì)量和功能已超越世界上大部分國家，已遠(yuǎn)銷全球100多個(gè)國家，為世界無人機(jī)航空測繪技術(shù)做出了重大貢獻(xiàn)。

三、無人機(jī)航空測繪技術(shù)

1.基本流程和設(shè)計(jì)

在無人機(jī)測繪過程中，要在測繪區(qū)域范圍內(nèi)進(jìn)行地形地貌勘測，記錄長度、寬度，區(qū)域形狀和復(fù)雜地區(qū)的細(xì)節(jié)多角度勘測，并根據(jù)地形來設(shè)定航行圖，從起始點(diǎn)開始記錄數(shù)據(jù)到結(jié)束點(diǎn)記錄結(jié)束，在航行圖上標(biāo)出數(shù)據(jù)，以便更直觀地看出測繪區(qū)域范圍內(nèi)的具體情況和測繪數(shù)據(jù)。

要達(dá)到這種效果，離不開地面人員控制，測繪過程中需要將測繪范圍進(jìn)行定點(diǎn)測繪，按照點(diǎn)與點(diǎn)的范圍進(jìn)行測繪會更加精準(zhǔn)，在布置定點(diǎn)的時(shí)候要結(jié)合環(huán)境情況進(jìn)行分配定點(diǎn)使連接范圍能夠更加平均能夠分出4~5條的基線使測量結(jié)果更加精準(zhǔn)。

在測繪時(shí)，要先經(jīng)過大致勘測，收集資料和技術(shù)設(shè)計(jì)先將無人機(jī)的定點(diǎn)準(zhǔn)備好，形成大致的航線為之后的航測進(jìn)行準(zhǔn)備工作，再對航線進(jìn)行具體設(shè)計(jì)并要與操作人員討論復(fù)雜地區(qū)的具體要求和測繪需求，之后進(jìn)行起飛測繪，測繪人員在顯示器上實(shí)時(shí)觀測，將具體數(shù)據(jù)落實(shí)及時(shí)反饋，積極和操作人員進(jìn)行溝通選擇下一個(gè)經(jīng)過定點(diǎn)形成5條基線，測繪完成后進(jìn)行影像質(zhì)量檢查，將不清晰或想進(jìn)一步測繪的細(xì)節(jié)進(jìn)行再次起飛測量，并將影像進(jìn)行拼合，測繪出具體定點(diǎn)和基線，將具體數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄和測量，最后總結(jié)和資料整理。

2.精準(zhǔn)測量

航空攝影技術(shù)中不僅需要大范圍的概括性測量更需要精準(zhǔn)的細(xì)節(jié)部分測量，這樣就要求對復(fù)雜地區(qū)的情況要具有更加準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)記錄。

在具體測量過程中，經(jīng)常會產(chǎn)生因?yàn)榇笮徒ㄖ镎趽趸蛘呤堑匦蔚孛矎?fù)雜的地區(qū)而無法測繪所測量范圍內(nèi)的面積和具體情況，我們要通過更加精準(zhǔn)的技術(shù)來對其進(jìn)行測量，則需要使用一種能夠?qū)π⌒蛥^(qū)域進(jìn)行全方位測量的技術(shù)來解決這一個(gè)問題。

空中三角測量技術(shù)是現(xiàn)在被廣泛使用的多方位測量技術(shù)，它可以完美解決小區(qū)域內(nèi)無法全方位測量的問題，且可以規(guī)避掉那些對測量結(jié)果產(chǎn)生影響的干擾，以獲取更全面的測量數(shù)據(jù)。

在對測繪范圍進(jìn)行三角測量時(shí)，需要對測量范圍進(jìn)行實(shí)地測量和基線的連續(xù)測量，并在測量過程中對不確定和不清晰的地方進(jìn)行反復(fù)測量再剔除掉測量數(shù)據(jù)不清楚的地方，對其進(jìn)行影像拼合為重復(fù)的影像進(jìn)行刪除和對照并且要對復(fù)雜的地方進(jìn)行細(xì)節(jié)除和對照。

通過控點(diǎn)預(yù)測來盡量規(guī)避掉因?yàn)橄鄼C(jī)參數(shù)不準(zhǔn)確而造成的數(shù)據(jù)不清晰和影像不具體的問題，空中三角測量過后要數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到測繪軟件里進(jìn)行整合和總結(jié)對其中內(nèi)容進(jìn)行篩選對其外業(yè)調(diào)查過后要繪制出具體的地形圖，并標(biāo)上其具體數(shù)據(jù)對復(fù)雜區(qū)域的地點(diǎn)要進(jìn)行細(xì)節(jié)描繪和重點(diǎn)突出使其測量結(jié)果更加精準(zhǔn)。

四、結(jié)束語

在地形圖測繪當(dāng)過程中由于成本的問題需要采用新型的方法。而無人機(jī)航空座位技術(shù)因其相比于傳統(tǒng)測繪技術(shù)人工成本較低，測量技術(shù)時(shí)間短，測量簡單和測量數(shù)據(jù)度準(zhǔn)確率更高等原因已經(jīng)廣泛應(yīng)用在我國大多數(shù)繪圖策劃設(shè)計(jì)中。

無人機(jī)航空技術(shù)不僅可以對所測繪范圍進(jìn)行大概括性地測量和檢測，檢測所測量范圍的三維長度，還可以測量細(xì)微部分的全面視角，給測量人員更直觀的感受，通過定點(diǎn)和基線可以讓測量結(jié)果更加精準(zhǔn)。

近幾年來，我國的無人機(jī)航空測量技術(shù)在國際范圍內(nèi)都普遍應(yīng)用，航空測量技術(shù)也位列世界前列。我們相信，我國的人機(jī)航測技術(shù)在地形測會當(dāng)中將發(fā)揮重要作用。