■汪生存

（青海省第一測繪院青海西寧810001）

無人機在大比例尺中的應(yīng)用

■汪生存

（青海省第一測繪院青海西寧810001）

作為國內(nèi)外一項新興的前沿科技，無人機在測繪領(lǐng)域的快速發(fā)展得到廣大測繪工程技術(shù)人員的快速認(rèn)同，隨著我國社會經(jīng)濟建設(shè)的快速發(fā)展，測繪時間的要求也越來越短，使得無人機在大比例尺的應(yīng)用快速發(fā)展起來。

無人機 大比例尺 應(yīng)用

無人機產(chǎn)生于20世紀(jì)70年代，早期的無人機主要用于軍事活動，由于其特有的技術(shù)優(yōu)勢，后來逐漸延伸到科研和民用領(lǐng)域。無人機與航空攝影測量相結(jié)合，無人機低空攝影測量系統(tǒng)被引入測繪行業(yè)，加上非量測數(shù)碼相機的引入，就使得無人機航攝系統(tǒng)成為航空攝影領(lǐng)域的一個新發(fā)展方向。近年來，隨著各種新型傳感器和攝影測量平臺的不斷發(fā)展，無人機數(shù)字航攝技術(shù)以其機動靈活、經(jīng)濟、便捷等顯著特點，成為了傳統(tǒng)航空攝影測量手段的有力補充，在突發(fā)災(zāi)害應(yīng)急數(shù)據(jù)獲取及小范圍快速成圖方面顯示出了無人機航攝系統(tǒng)獨特的優(yōu)勢，得到了遙感和攝影測量等領(lǐng)域的廣泛關(guān)注。

1 大比例尺基礎(chǔ)測繪工程

基礎(chǔ)測繪工程，就是指對某一個區(qū)間、空間進行測量，或者是對某個區(qū)域的土地及面積進行測量，通過測量到的各種有效信息、資料來繪制地形地圖等。在我們這里，通常會在一些大型工程建設(shè)之前來對其所在區(qū)域進行地形圖的繪制工作，或者是在開發(fā)處女地（未經(jīng)開墾的土地或未探索的領(lǐng)域）的時候進行基礎(chǔ)航空攝影，來獲取基礎(chǔ)地理信息的遙感資料。

2 無人機遙感系統(tǒng)的組成

無人機遙感系統(tǒng)是地形測量的重要設(shè)備，其中就有無人機本體，以及導(dǎo)航與飛行控制系統(tǒng)包含在這套設(shè)備中。為了能夠?qū)⑦b感器的空中位置進行確定，方便程控設(shè)備按計劃航線飛行，無人機上必須裝有GPS系統(tǒng)。飛行器的傳感平臺有三軸穩(wěn)定功能，一般會有攝像頭或者數(shù)碼相機安裝在無人機的攝影平臺上。以下是無人機攝影平臺的部分性能指標(biāo)圖。

通過遙測信道可以將攝像頭獲取的圖像傳輸?shù)降孛?，由于大部分都是采用CCD高分辨率的面陣數(shù)碼相機獲取地形測量的影像，因此無人機在拍攝時會將數(shù)據(jù)保存在存儲卡中，在降落后再取出轉(zhuǎn)輸?shù)诫娔X中進行處理。

這種遙感攝影相關(guān)測量系統(tǒng)在整個飛行攝影過程中起著非常重要的作用，它主要通過兩方面組成，一方面為遙感平臺，而另一方面則為傳感器。在相關(guān)的攝影過程中，我們可以簡單地認(rèn)為，第一方面的遙感平臺主要指的是航空攝影相關(guān)測量系統(tǒng)之中的主要設(shè)備，也就是無人機。而另一方面所說的傳感器則指的是航空攝影相關(guān)測量系統(tǒng)中所使用的數(shù)碼攝像設(shè)備。

3 無人機航攝系統(tǒng)具有以下特點

（1）受天氣條件和地面狀況影響較小，作業(yè)方式靈活快速；

（2）無人機平臺自身構(gòu)建及其搭載的航攝設(shè)備維護成本低；

（3）因無人機飛行高度低，所以能夠獲取高分辨率影像，在小范圍信息獲取方面有很大的優(yōu)勢；

（4）可根據(jù)具體要求設(shè)置影像重疊度，大重疊度的影像能夠增強后續(xù)處理的可靠性；

（5）不需要申請空域、攜帶方便、轉(zhuǎn)場快等優(yōu)點。

目前，小型無人機對地觀測系統(tǒng)已經(jīng)成為世界各國爭相研究的熱點課題，并在實際應(yīng)用過程中不斷提升無人機對地觀測系統(tǒng)的性能。

4 測繪大比例尺地形圖的作業(yè)流程

無人機低空攝影測量系統(tǒng)測繪大比例尺地形圖的工作主要內(nèi)容包括獲取測區(qū)影像數(shù)據(jù)、內(nèi)業(yè)空三加密、野外像控點測設(shè)以及數(shù)字測圖幾個主要的步驟，其中記錄影像大地坐標(biāo)、內(nèi)業(yè)空三加密主要輸出加密后的影像、DEM數(shù)據(jù)以及三個角元素的文件、相機文件、空三精度報告以及照片的外方位元素、記錄自動提取的特征點的大地坐標(biāo)文件、精確匹配后確定的用于相對定向和空三平差的定向點影像坐標(biāo)文件等，經(jīng)過空三加密后的影像可以直接導(dǎo)入SSK進行數(shù)字的測圖。

5 航線規(guī)劃

制定技術(shù)方案，收集資料，根據(jù)選定的項目區(qū)范圍，會同航攝部門進行飛行路線設(shè)定，完成航攝參數(shù)計算與設(shè)定，編制領(lǐng)航圖是測繪地形圖關(guān)鍵的一環(huán)。一般選擇現(xiàn)勢性較好的地形圖作為航攝設(shè)計用圖。為確保航線敷設(shè)和導(dǎo)航的準(zhǔn)確性，設(shè)計用圖的比例尺一般應(yīng)根據(jù)航攝比例尺選用。在避開航攝范圍內(nèi)高壓電力線和軍民航空器的前提下，保證航攝飛行路線的直線性，并把項目區(qū)分成若干測段，每一測段再分成若干航帶，這樣便于航攝作業(yè)。

通常情況下航線應(yīng)按東西向直線飛行；特定條件下亦可根據(jù)地形走西與專業(yè)測繪的需要，按南北向或沿路線、河流等任意方向飛行。為適應(yīng)大比例尺航測測圖放大作業(yè)的特殊性，從航攝相片的最佳覆蓋和簡化方便測圖作業(yè)考慮，當(dāng)M像/M圖=3-3.5倍時，航線應(yīng)按圖幅中心線敷設(shè)，按常規(guī)方法敷設(shè)航線，航線應(yīng)平行于圖廓線。位于攝區(qū)邊緣的航線應(yīng)敷設(shè)在外緣圖廓線外。

6 結(jié)語

在大比例尺基礎(chǔ)測繪工程中，運用無人機影像處理技術(shù)可以更方面的獲取地形圖等相關(guān)資料。無人機本身具有機動化、快速航測拍攝等優(yōu)勢特點，所以獲取的影像圖片也具有高分辨率特點。在運用的過程中，像一些技術(shù)性的處理措施是非常重要的，它可以幫助無人機航測過程中提高其工作運行的效率，更好的為相關(guān)部門進行大比例尺基礎(chǔ)測繪工程提供服務(wù)和保障。

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