王 偉,李 楠,馬 嘯

（1.中國石油大學(xué)（華東） 地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,山東 青島 266580; 2.東方地球物理公司裝備服務(wù)處測量服務(wù)中心,河北 涿州 072750;3.山東正元數(shù)字城市建設(shè)有限公司,山東 煙臺 264670）

無人機航空攝影測量在風(fēng)能開發(fā)勘測中的應(yīng)用

王 偉1,3,李 楠2,馬 嘯3

（1.中國石油大學(xué)（華東） 地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,山東 青島 266580; 2.東方地球物理公司裝備服務(wù)處測量服務(wù)中心,河北 涿州 072750;3.山東正元數(shù)字城市建設(shè)有限公司,山東 煙臺 264670）

隨著社會的快速發(fā)展，無人機航空攝影測量在開發(fā)勘測中的應(yīng)用十分重要。其不僅能夠讓風(fēng)能開發(fā)勘測的效率得到全面的提升，而且還能讓攝影測量的精確度增加。因此，無人機航空攝影測量技術(shù)的應(yīng)用價值巨大。本文主要針對無人機航空攝影測量在風(fēng)能開發(fā)勘測中的應(yīng)用進行分析。

無人機;航空攝影;測量;風(fēng)能

在進行風(fēng)能開發(fā)勘測的過程中，無人機航空攝影測量能夠讓測量的精度大幅度提升。但是在實際的測量過程中，其依舊需要把握多方面的測量因素，對無人機攝影的特點和技術(shù)裝備進行全面的分析。同時還要結(jié)合工程實例，對其三維加密技術(shù)進行深層次的把握。

1 無人機航攝技術(shù)簡介

無人機的航空拍攝是以無人駕駛飛機為空中平臺，通過攝像機和高分辨率的數(shù)碼相機獲取視頻信息，對于圖像信息的處理，可以通過航空攝影的拍攝工作，并且能夠制成一系列的3D產(chǎn)品，例如：正攝影像圖、數(shù)字高程模型、地形圖等。無人機航攝技術(shù)集航空拍攝測量、遙控、遙感、高空拍攝于一體。無人機的成本較低、靈活機動、結(jié)構(gòu)簡單，不僅能夠執(zhí)行有人飛機執(zhí)行的任務(wù)，還能夠完成有人飛機不能完成的任務(wù)。

2 無人機航空攝影技術(shù)的應(yīng)用概況

2.1 無人機航空攝影技術(shù)的應(yīng)用特點

無人機的航攝是集齊了各種先進的技術(shù)和設(shè)備，小型的系統(tǒng)，相比于常規(guī)的航攝系統(tǒng)，具有以下幾個特點：1）不需要專業(yè)的起降機場。2）攜帶方便、能夠高效、快速的執(zhí)行各種飛行任務(wù)。3）系統(tǒng)集成度高、體積小。無人機的機身和機翼都較小，無人機的系統(tǒng)集中了數(shù)碼相機傳感器、通訊系統(tǒng)、飛行控制設(shè)備、全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)設(shè)備、飛行平臺等。無人機的各種設(shè)備技術(shù)和整體系統(tǒng)都發(fā)展的相對成熟。4）對于天氣條件的要求較低。5）現(xiàn)勢性強、影像的分辨率較低。6）無人機的系統(tǒng)簡單，容易維護。7）工程具有較低的風(fēng)險。

2.2 無人機攝影測量技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

隨著3S技術(shù)、數(shù)碼相機技術(shù)、數(shù)字通訊技術(shù)、自動控制技術(shù)、計算機技術(shù)的發(fā)展，無人機的航攝技術(shù)也隨之迅速發(fā)展起來，能夠有效地補充航測遙感領(lǐng)域，隨著無人機航拍技術(shù)的需求不斷擴大，在各個領(lǐng)域中都可以應(yīng)用無人機航拍技術(shù)，例如：礦產(chǎn)開發(fā)、森林管理、生態(tài)保護、環(huán)境治理、測繪、數(shù)字農(nóng)業(yè)、網(wǎng)線鋪設(shè)、城市交通、災(zāi)害評估與預(yù)測、突發(fā)事件的實時監(jiān)控、城市規(guī)劃、土地面積管理、國土資源調(diào)查、通信站點的建設(shè)、素質(zhì)城市的建設(shè)、國家接觸地圖的測繪等，具有較為重要的國民經(jīng)濟發(fā)展的意義。

3 工程應(yīng)用實例

（1）獲取數(shù)據(jù)?，F(xiàn)以某地風(fēng)電場航空攝影項目為例，其作業(yè)過程中采用無人機航拍，相對航拍高度為900米，實際成圖比例為1：2000，此次航拍共派出六個航拍機。

（2）數(shù)據(jù)情況。經(jīng)過一系列的預(yù)處理工作，格式轉(zhuǎn)換、畸形糾正，總共獲取有效航片的數(shù)量為1813張，航片的色彩清晰、均勻，顏色飽和，沒有刮痕，層次豐富。

（3）外業(yè)控制測量與調(diào)繪。在正式的進行調(diào)繪工作前，需要進行定量處理，對于粗略的POS數(shù)據(jù)進行空三加密的方式，再通過無縫鑲嵌的技術(shù)，生成大幅的面影像，最后將影像沖洗出來，供外業(yè)控制調(diào)繪和測量時使用。

（4）基礎(chǔ)控制測量。本次的航拍測量采用了GPS技術(shù)進行標準的精度測量，總共收集到了7個已知點，埋設(shè)了49個基礎(chǔ)的控制點。在野外進行調(diào)繪是一般采取綜合判讀的調(diào)繪法，先在室內(nèi)進行判讀調(diào)繪，然后再到野外定性、調(diào)查和檢核，最后在室內(nèi)進行整體描繪，為了能夠?qū)ν鈽I(yè)現(xiàn)場進行核實，需要制作以正射影像圖為標準，將影像打印出來，圖片上需要標出明顯的地標建筑，調(diào)繪只能夠?qū)?shù)量和性質(zhì)進行說明，形狀和位置應(yīng)該以內(nèi)業(yè)的立體模型為主。調(diào)繪的內(nèi)容包括地理名稱、土質(zhì)、植被、地貌、管線、交通信號以及居民地的設(shè)備等。

4 空三加密及地形圖測繪

4.1 空三加密

采用全數(shù)字平臺作業(yè)，由空三加密的測量工作站完成，需經(jīng)過控制點轉(zhuǎn)刺、自動生成連接點、內(nèi)定向、影像輸入、區(qū)域網(wǎng)平差等過程。這個項目需要進行兩個加密區(qū)的作業(yè)，使得空三精度能夠提高，為了能夠滿足標準的規(guī)范要求，最后輸出空三測量結(jié)果。

4.2 地形圖測繪及修測

（1）對于立體模型中的數(shù)據(jù)采集，可以通過空三的成果恢復(fù)立體模型，對地標建筑物的采集按照編碼進行分成，采集區(qū)域內(nèi)要保證居民的和獨立的地標建筑較少，要考慮到道路和地貌的因素。

（2）圖形編輯。作業(yè)平臺的符號庫、線型和比例尺的設(shè)置，能夠?qū)⒉杉降膱D形轉(zhuǎn)化為CAD的數(shù)據(jù)，然后再將地形圖轉(zhuǎn)化成文件的形式，最后再通過調(diào)繪片檢測地標建筑物的遺漏。

（3）地形圖修測。在發(fā)現(xiàn)測量平臺精度不符合標準時，對于內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)的修測可以利用外業(yè)的數(shù)據(jù)。被利用的外業(yè)數(shù)據(jù)不能再對圖形中的檢查點進行檢查。

4.3 DEM、DOM產(chǎn)品生產(chǎn)

對于立體數(shù)據(jù)的采集的精度取決于地圖的精度，當(dāng)圖片中插入DEM時，會使圖片的精度降低。DOM可以由數(shù)字高程模型和內(nèi)外方位元素構(gòu)成DEM，對于影像的重新采集可以運用微分糾正軟件，對于測量數(shù)據(jù)的不真實，可以通過糾正因飛機傾斜、地面起伏而造成的失誤，可將中心投影的形式轉(zhuǎn)換為垂直投影，最終可得到單張的正射影像的相片,通過檢查編輯、裁切、鑲嵌、勻光、調(diào)色等步驟，使得單片正射影像生成區(qū)域正射影像圖。

5 結(jié)語

無人機航空攝影測量在風(fēng)能開發(fā)勘測中的應(yīng)用意義深遠。在進行勘測的過程中，首先應(yīng)當(dāng)結(jié)合實際情況，對無人機航空攝影技術(shù)的特點以及性能進行全面的把握。同時還要做好相應(yīng)的地理繪測以及空三加密的相關(guān)工作，從而有效地提升無人機航空攝影測量的效率。

[1]史文飛.無人機航空攝影測量技術(shù)在電力工程測量中的應(yīng)用[J].企業(yè)研究,2014(02)：12-15

[2]劉偉,朱正榮.無人機航空攝影測量技術(shù)在風(fēng)電場勘測設(shè)計中的應(yīng)用[J].內(nèi)蒙古電力技術(shù),2013(02)：46-48

[3]孫朝陽,鄭彥春,徐秀云.無人機航空攝影測量技術(shù)在風(fēng)能開發(fā)勘測方面的應(yīng)用[J].電力勘測設(shè)計,2011(05)：36-39

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.22.074

王偉（1985-），工程師,主要從事航空攝影測量、地籍測繪、工程數(shù)據(jù)庫建設(shè)等相關(guān)管理工作。