測繪工程中無人機(jī)攝影測量技術(shù)應(yīng)用分析

文／鄒曉輝 山東智維勘測規(guī)劃設(shè)計(jì)有限公司 山東濟(jì)南 250014

引言：

隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，我國的航空拍攝技術(shù)取得了長足的進(jìn)步，而無人機(jī)航測技術(shù)的應(yīng)用也變得更加普及，尤其是在測繪工程地形測量方面，它的出現(xiàn)極大地改善了傳統(tǒng)攝影技術(shù)的清晰度和測量的便利性，使測量工作的質(zhì)量和效率更加可靠，而且還能夠更加精準(zhǔn)地測量出測繪工程的地貌。在測繪工程勘探領(lǐng)域，地形測量具有非常重要的作用。在測繪工程地形測量工作中，為了確保測量結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性，必須采取有效措施。目前，無人機(jī)航空攝影技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)大大改善了這一過程，它不僅可以有效地避免以往存在的缺陷，而且還能夠最大限度地提高測量信息的可靠性。為了更好地完成測繪工程地形測量工作，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對無人機(jī)航空攝影測量技術(shù)的認(rèn)知，結(jié)合實(shí)際情況和測量目的，科學(xué)有效地運(yùn)用這項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)，以提高測量效果[1]。新時代，我國科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展，民用無人機(jī)技術(shù)越來越成熟，隨著無人機(jī)應(yīng)用的平民化和智能化，無人機(jī)傾斜攝影測量技術(shù)作為測繪新技術(shù)近些年來應(yīng)用越來越多，在地形圖測繪、城市規(guī)劃、歷史遺跡保護(hù)、交通和土木工程等領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛。無人機(jī)傾斜攝影測量構(gòu)建的實(shí)景三維模型具有可視化、真實(shí)感強(qiáng)、精度高和可量測的特點(diǎn)，在測繪工程中應(yīng)用無人機(jī)傾斜攝影測量實(shí)景三維模型，將有效提升施工管理水平。

1.測繪工程中無人機(jī)攝影測量技術(shù)概述

1.1 無人機(jī)航空攝影測量技術(shù)原理

隨著無人機(jī)航空攝影測量技術(shù)的不斷發(fā)展，它已經(jīng)成為測繪工程地形測量工作中不可或缺的一環(huán)，大大提高了測量的精準(zhǔn)度。這項(xiàng)技術(shù)包括高空拍攝、視頻影像傳輸以及遙控遙測等多種功能，使得測繪工程地形測量工作更加高效、準(zhǔn)確。通過利用無人機(jī)、地面控制站和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)等技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對無人機(jī)航空攝影測量的高效、準(zhǔn)確的應(yīng)用，從而實(shí)現(xiàn)對地表環(huán)境的全面監(jiān)測和評估。利用無人機(jī)作為基礎(chǔ)，結(jié)合機(jī)載遙感設(shè)備，可以收集到各種數(shù)據(jù)影像信息，包括輕型光學(xué)相機(jī)、高分辨率CCD 數(shù)碼相機(jī)等，經(jīng)過精心的數(shù)字化處理，將這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成符合相關(guān)規(guī)范的地圖，從而滿足各種應(yīng)用場景的需求，最終形成具有特定比例尺的地圖產(chǎn)品。無人機(jī)傾斜攝影測量技術(shù)是在無人機(jī)平臺上搭載不同角度的多鏡頭相機(jī)的同時，獲取多個角度的影像 數(shù)據(jù)；或者搭載單個相機(jī)，變化相機(jī)角度，多次拍照獲取其多個角度的影像數(shù)據(jù)。其技術(shù)原理不同于垂直航空攝影方式，垂直航空攝影相機(jī)主光軸垂直向下，對地物的側(cè)面信息采集較少，無人機(jī)傾斜攝影測量技術(shù)解決了這個問題，通過無人機(jī)超低高度飛行，多相機(jī)、多角度攝影或單個相機(jī)多角度攝影，獲取地物頂面和側(cè)面的高分辨率、高清晰度影像，通過數(shù)據(jù)處理構(gòu)建實(shí)景真三維模型。

在使用無人機(jī)進(jìn)行航拍時，這項(xiàng)技術(shù)的操作非常復(fù)雜且專業(yè)。因此，必須根據(jù)實(shí)際情況和需求來選擇合適的無人機(jī)，并對測量方案進(jìn)行科學(xué)有效的改進(jìn)。還必須收集測量區(qū)域內(nèi)的數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)和分配無人機(jī)設(shè)備，以便制定出最佳的航拍路徑。這些信息對于進(jìn)行測量工作至關(guān)重要。在使用無人機(jī)進(jìn)行航空攝影測量時，測量人員需根據(jù)當(dāng)前的地形狀況，制定合理的飛行路徑。為了確保飛行的安全性和穩(wěn)定性，必須盡可能減少由于不確定因素導(dǎo)致的干擾，從而提高測量結(jié)果的可靠性。為了能夠順利地完成低空攝影任務(wù)，測量人員必須根據(jù)控制點(diǎn)的位置和分布情況，收集必要的數(shù)據(jù)和圖像，然后對這些信息進(jìn)行深入研究和處理。隨著無人機(jī)航空攝影測量技術(shù)的發(fā)展，DEM 和DOM 的數(shù)值分析變得越來越重要，因此，對測量結(jié)果的精確性進(jìn)行控制，以便將其轉(zhuǎn)換為可視化的數(shù)字圖像，從而為后續(xù)的研究與實(shí)踐提供可靠的基礎(chǔ)。

1.2 無人機(jī)航空攝影測量技術(shù)應(yīng)用內(nèi)容

一般來說，使用無人機(jī)進(jìn)行航空攝影測量時，必須牢記其主要功能，并根據(jù)實(shí)際情況靈活運(yùn)用。這能夠有效地提升測量數(shù)據(jù)的精度和可靠性。此外，由于無人機(jī)航空攝影測量是當(dāng)前測量領(lǐng)域的熱門話題，因此，必須加強(qiáng)對它的理解，清晰地定義測量目標(biāo)，以便更有效地完成測量任務(wù)。一般來說，無人機(jī)航空攝影測量技術(shù)的應(yīng)用可以涵蓋多個方面，其中最重要的是以下幾方面內(nèi)容：DEM（數(shù)字高程度模型）是一種高級的無人機(jī)航空攝影測量技術(shù)，它可以根據(jù)X、Y、Z 三個參數(shù)，以及相關(guān)的數(shù)據(jù)，來構(gòu)建出一個精確的地形坐標(biāo)系，以便更好地了解該區(qū)域的地貌特征，實(shí)現(xiàn)有效的數(shù)據(jù)采集和分析。DOM，即數(shù)字正射影像圖，是無人機(jī)航空攝影測量技術(shù)的核心部分，它不僅可以幫助更好地獲取圖像信息，還可以幫助進(jìn)行地形圖形的校準(zhǔn)，從而更好地滿足DEM 的需求。

1.3 無人機(jī)航空攝影測量技術(shù)的優(yōu)勢

與傳統(tǒng)測量技術(shù)相比，無人機(jī)航空攝影測量技術(shù)具有顯著的優(yōu)勢和價值，可以有效地保障測量工作的質(zhì)量。第一，它可以實(shí)現(xiàn)對地理信息的實(shí)時傳輸，從而提高測量精度和準(zhǔn)確性。此外，它還能夠保證地理信息的及時性和科學(xué)性，從而更好地滿足用戶的需求。通過三維轉(zhuǎn)換處理，可以將各種地理信息數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為立體的圖像，從而更好地展示出它們的特征和功能。第二，與傳統(tǒng)技術(shù)相比，這項(xiàng)新技術(shù)具有極大的靈活性。它可以使用各種高精度數(shù)字化成像儀來實(shí)現(xiàn)垂直、傾斜等復(fù)雜的測量任務(wù)，從而大大提升了測量的效率和準(zhǔn)確性。利用無人機(jī)進(jìn)行測量，不僅可以根據(jù)測量區(qū)域的地形特征，提前制定出最佳的航線，而且可以采用自主飛行模式，從而大大提升了測量的效率和精度。第三，利用無人機(jī)航空攝影測量技術(shù)，可以大大降低測量成本，而且這種技術(shù)的整體效率也相對較高。通過運(yùn)用先進(jìn)的技術(shù)和手段，不僅可以提高測量的準(zhǔn)確性，還可以縮短測量的時間，從而有效地推動測量工作的順利完成[2]。

1.4 無人機(jī)航空攝影測量技術(shù)重要作用

在測繪工程地形測量中，無人機(jī)航拍技術(shù)起著至關(guān)重要的作用。它可以幫助我們更加清晰、準(zhǔn)確地獲取測繪工程的實(shí)際狀態(tài)，從而更好地反映出測繪工程的特征和特征。此外，它還可以提供精確的圖像和數(shù)據(jù)，更加清楚、準(zhǔn)確地了解測繪工程的狀況。隨著無人機(jī)航空攝影測量技術(shù)的不斷發(fā)展，它能夠構(gòu)建出準(zhǔn)確的三維模型，從而更好地反映出測繪工程的實(shí)際狀況，并且為后續(xù)的勘探活動提供有力的支持。隨著無人機(jī)航空攝影測量技術(shù)的不斷發(fā)展，它可以提供更加豐富多彩的數(shù)據(jù)，從而使得測繪工程地形信息等可以以二維形式展示出來，而且可以進(jìn)行全面的測量和分析，從而為測繪工程開發(fā)利用提供了可靠的保障。通過有效利用無人機(jī)航空攝影測量技術(shù)，可以大大提升測繪工程開發(fā)利用的效率。無人機(jī)航空攝影測量技術(shù)可以提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)和圖像信息，使工作人員能夠更加清晰地了解測繪工程的地形、地貌特征，從而有效地提升測繪工程管理的效率[3]。

2.測繪工程中無人機(jī)攝影測量技術(shù)應(yīng)用分析

2.1 無人機(jī)航空攝影技術(shù)

當(dāng)使用無人機(jī)進(jìn)行航空拍攝時，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況和測量環(huán)境的特點(diǎn)，合理地選擇適當(dāng)?shù)臒o人機(jī)。為了提高拍攝效果，通常會使用P700E 型號的無人機(jī)，以減輕其負(fù)擔(dān)，提升拍攝質(zhì)量。經(jīng)過精心的測量，使用GPS 技術(shù)來精確定位。我們還根據(jù)地面的分辨率，制定出了適當(dāng)?shù)娘w行路徑，以便更準(zhǔn)確地拍攝測繪工程的景色。使用無人機(jī)拍攝航空照片的時候，通常會沿著圖像的中心線來安裝。

2.2 像片控制測量

經(jīng)過精心的規(guī)劃和設(shè)計(jì)，在測量區(qū)域內(nèi)安排了平高像控點(diǎn)，以便更好地滿足無人機(jī)飛行拍攝的需求。這些像控點(diǎn)的安排不僅考慮到了空間上的視野，還考慮到了實(shí)時的環(huán)境變化，從而使得整個測量過程更加高效、準(zhǔn)確。當(dāng)前，由于像控點(diǎn)的數(shù)量眾多，因此，必須采取有效措施，以小木樁為主要標(biāo)志，以促進(jìn)無人機(jī)的拍攝。因此，在使用無人機(jī)航空攝影測量技術(shù)時，像控點(diǎn)的重要性不可忽視，必須加大對它們的關(guān)注和重視，以保證測量結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。第一，為了確保無人機(jī)拍攝工作的質(zhì)量，應(yīng)當(dāng)科學(xué)選取控制點(diǎn)，并根據(jù)實(shí)際測量區(qū)域的情況和測量要求，確?？刂泣c(diǎn)的布置是合理有效的。在線狀地物交角良好的交點(diǎn)上或者點(diǎn)狀地物中心，可以安排控制點(diǎn)，以達(dá)到最佳的拍攝效果。第二，為了更好地完成無人機(jī)航空攝影測量，必須全面掌握控制點(diǎn)的整理工作。這包括對測量區(qū)域的正面、平高點(diǎn)以及高程點(diǎn)的精確控制。在這個過程中，必須以控制點(diǎn)的刺孔為基礎(chǔ)，來完成地形繪圖。一般來說，會清楚地指定圓形的直徑，大部分都是7mm。還會把平高點(diǎn)的顏色設(shè)定為紅色，把高程點(diǎn)的顏色設(shè)定為綠色，這樣可以為無人機(jī)航空攝影測量技術(shù)的后續(xù)應(yīng)用提供重要的依據(jù)和保證。第三，為了確保測繪工程地形測量的準(zhǔn)確性和可靠性，應(yīng)當(dāng)采用GPS-RTK 測量技術(shù)，對控制點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時觀測，并對其高程進(jìn)行嚴(yán)格檢驗(yàn)，以確保測量過程的連續(xù)性和準(zhǔn)確性，從而提升測量質(zhì)量[4]。

2.3 空中三角測量

隨著無人機(jī)航空攝影測量技術(shù)的發(fā)展，空中三角測量也變得越來越重要。為了更好地處理這些數(shù)據(jù)，采用了先進(jìn)的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，它可以有效地抑制外界的干擾，同時可以按照規(guī)定的范圍內(nèi)，精確地完成內(nèi)部和外部的定位，形成一個高度專業(yè)的LAN，并且可以將這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為可靠的信息，以便更好地處理加密點(diǎn)的結(jié)果。使用華測Pix4Dmapper 航測數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，不僅可以顯著改善測量工作的質(zhì)量與準(zhǔn)確性，還具備極強(qiáng)的操作速度，極大地縮短了測繪工程地形測量的耗時。在很多特殊區(qū)域進(jìn)行工程測繪時，單純依靠常規(guī) 無人機(jī)拍攝測量，無法滿足測繪工程的實(shí)際需要。此時，要考慮通過三角測量的手段完成測量，以此得出更加準(zhǔn)確的測繪數(shù)據(jù)。此外，該系統(tǒng)還具備快速、專業(yè)的優(yōu)勢，是數(shù)字空中三角測量的首選。通過利用系統(tǒng)的強(qiáng)大自動化功能，不僅可以將圖像信息轉(zhuǎn)換為二維地圖和三維模型，而且還可以大大提升測量的效率和準(zhǔn)確度[5]。

2.4 數(shù)據(jù)采集

在無人機(jī)航空攝影測量領(lǐng)域，為了確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、可靠性，MapMatrix 全數(shù)字?jǐn)z影測量系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用于各種測量任務(wù)，以確保獲取的數(shù)據(jù)具有可靠的可信度。通過使用MapMatrix 這款全數(shù)字?jǐn)z影測量系統(tǒng)，能夠顯著減少傳統(tǒng)測量方法的局限性，同時也極大地提升了測量的精確性。這款系統(tǒng)的自動化水平極高，為無人機(jī)航空攝影測量的實(shí)際應(yīng)用提供了強(qiáng)有力的支持。在數(shù)據(jù)收集、特別是數(shù)字產(chǎn)品創(chuàng)作的過程中，為了實(shí)現(xiàn)高效的立體模擬，必須采用DLG（三維可視化）技術(shù)，以及空三加密的原則，在測量工作站實(shí)施精確的構(gòu)建，以確保最終結(jié)果的準(zhǔn)確性。接下來，需要創(chuàng)建一個立體模型，然后根據(jù)需要創(chuàng)建相關(guān)的數(shù)字線劃圖。最終，需要進(jìn)行室內(nèi)判讀測圖，并將這些線劃圖精確地呈現(xiàn)出來。

2.5 外業(yè)調(diào)繪

與傳統(tǒng)測量技術(shù)相比，無人機(jī)航空攝影測量技術(shù)具有更高的效率。然而，在使用這項(xiàng)技術(shù)時，需要注意避免外界因素對測量結(jié)果的影響，以確保測量結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。為了提高地形測量的準(zhǔn)確性，在實(shí)際操作中，需要進(jìn)行外業(yè)補(bǔ)測和調(diào)繪工作，以確保無人機(jī)航空攝影測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。在這一過程中，測量人員需要全面掌握測量中的關(guān)鍵點(diǎn)和難點(diǎn)，并及時發(fā)現(xiàn)隱蔽性較強(qiáng)的測量區(qū)域，通過外業(yè)補(bǔ)測的方式，提高測量精度，避免出現(xiàn)較大的測量偏差[6]。

2.6 其他注意事項(xiàng)

使用無人機(jī)航空攝影測量技術(shù)時，必須牢記并嚴(yán)格遵守相關(guān)的操作規(guī)范，以確保測量結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。因此，必須根據(jù)測繪工程的地形特征，采取有效的措施，精確控制和調(diào)整測量數(shù)據(jù)，以確保測量的準(zhǔn)確性和可靠性。為了有效減少數(shù)字化圖像的邊緣變形，測量工作者應(yīng)該及時糾正數(shù)字偏差，并且定期檢查無人機(jī)航拍設(shè)備的性能，以確保測量結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。采用先進(jìn)的自動化操作模式，充分利用現(xiàn)代化技術(shù)和信息系統(tǒng)，對所測測繪工程內(nèi)的定向點(diǎn)進(jìn)行科學(xué)合理的分配，不僅能夠確保測量結(jié)果的準(zhǔn)確性，還能夠有效防止數(shù)據(jù)出錯，從而大幅提升測量質(zhì)量。在這個過程中，測量人員必須對數(shù)據(jù)進(jìn)行加密處理，以確保它們的安全性[7]。

3.強(qiáng)化測繪工程中無人機(jī)攝影測量技術(shù)應(yīng)用的保障措施

3.1 積極改善、優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)使用環(huán)境

在特殊的測繪系統(tǒng)中，專家在使用新的測繪技術(shù)時，應(yīng)注意優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，即選擇適當(dāng)?shù)膫鬏敺椒ǎ源_保測繪數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性。以大面積監(jiān)測和測繪為例，為了確保監(jiān)測和測繪環(huán)境的安全，特派團(tuán)專家采取了以下措施來確保穩(wěn)定的傳播，即改進(jìn)過濾設(shè)備、放大設(shè)備、天線網(wǎng)絡(luò)和其他設(shè)備。

3.2 提升設(shè)計(jì)方案可靠性

首先，監(jiān)測和測繪技術(shù)的實(shí)施方案應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場的實(shí)際環(huán)境進(jìn)行設(shè)計(jì)，以確保監(jiān)測和測繪數(shù)據(jù)的可靠性。其次，圍繞施工的新監(jiān)測和繪圖技術(shù)建立完整和可靠的模型，以確保設(shè)備能夠在監(jiān)測和繪圖過程中有效適應(yīng)，從而提高監(jiān)測和繪圖數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，確保新監(jiān)測和測繪技術(shù)的應(yīng)用效果[8]。

3.3 提高測繪人員綜合素養(yǎng)

首先，測繪人員要進(jìn)一步提高原有的技術(shù)能力。一方面，設(shè)計(jì)部門要深入了解當(dāng)前測繪部門的資質(zhì)水平，做好相關(guān)工作的測算。另一方面，管理人員應(yīng)該根據(jù)結(jié)論和觀察結(jié)果組織員工學(xué)習(xí)新的想法、技能和經(jīng)驗(yàn)，以確保團(tuán)隊(duì)能力的整體質(zhì)量。需要注意的是，設(shè)計(jì)部門應(yīng)在新測繪技術(shù)指導(dǎo)下開展各種培訓(xùn)活動，以提高團(tuán)隊(duì)人才的適應(yīng)性。其次，設(shè)計(jì)部門應(yīng)改善招聘問題，即尋求基于現(xiàn)代考試和繪圖的綜合人才，以填補(bǔ)原有技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的不足，提高專業(yè)團(tuán)隊(duì)的重要性。

3.4 增強(qiáng)管理人員統(tǒng)籌能力

首先，管理人員應(yīng)意識到新的監(jiān)測和測繪技術(shù)在測繪中的應(yīng)用價值和重要性，然后通過開發(fā)自己的知識管理系統(tǒng)和行為來積極開發(fā)和調(diào)整這些技術(shù)。其次，建立嚴(yán)格的責(zé)任制，完善監(jiān)測測繪制度的實(shí)施。單位應(yīng)根據(jù)測繪新技術(shù)的實(shí)際情況，制定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)作為其應(yīng)用方向。例如：根據(jù)原有標(biāo)準(zhǔn)，引入新概念，在一定程度上提高管理的總體規(guī)劃能力。最后，建立相關(guān)的反饋機(jī)制，即建立及時的信息系統(tǒng)，將所有監(jiān)控計(jì)劃和地圖反饋給管理者。一方面，應(yīng)該謹(jǐn)慎地改進(jìn)監(jiān)測和繪圖系統(tǒng)；另一方面，應(yīng)該糾正錯誤的總體行動計(jì)劃，以確保項(xiàng)目的發(fā)展[9]。

結(jié)語：

在測繪工程地形測量工作中，為了確保測量結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性，必須采取有效措施。目前，無人機(jī)航空攝影技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)大大改善了這一過程，它不僅可以有效地避免以往存在的缺陷，而且還能夠最大限度地提高測量信息的可靠性。為了更好地完成礦區(qū)地形測量工作，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對無人機(jī)航空攝影測量技術(shù)的認(rèn)知，結(jié)合實(shí)際情況和測量目的，科學(xué)有效地運(yùn)用這項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)，以提高測量效果。