摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，無(wú)人機(jī)攝影測(cè)量技術(shù)開(kāi)始廣泛地應(yīng)用于數(shù)字化地形測(cè)量中，文章通過(guò)對(duì)無(wú)人機(jī)測(cè)量系統(tǒng)組成的介紹，詳細(xì)闡述分析了無(wú)人機(jī)攝影測(cè)量技術(shù)在數(shù)字化地形測(cè)量中的應(yīng)用，包括控制點(diǎn)的布設(shè)、空中三角的測(cè)量、內(nèi)業(yè)數(shù)字化測(cè)圖（DLG）制作等。

關(guān)鍵詞：無(wú)人機(jī)攝影；數(shù)字化；地形測(cè)量

1 無(wú)人機(jī)攝影測(cè)量系統(tǒng)的組成

目前，我國(guó)在小比例、大比例尺數(shù)字化地形測(cè)量過(guò)程中，局限于航空攝影技術(shù)的不完善、航拍手續(xù)復(fù)雜、拍攝成本較高、拍攝耗時(shí)巨大，實(shí)際的經(jīng)濟(jì)效益并不理想，而采用傳統(tǒng)的地形測(cè)量技術(shù)又很難在較短的時(shí)間完成全部地形的測(cè)量。最近發(fā)展的無(wú)人機(jī)攝影技術(shù)，具有巨大的應(yīng)用潛力。無(wú)人機(jī)拍攝系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單、耗時(shí)周期短、拍攝效率高，而且能夠快速到達(dá)任意拍攝位置進(jìn)行拍攝，配合計(jì)算機(jī)技術(shù)能夠快速地完成拍攝成像、測(cè)量任務(wù)，能夠極大地縮短測(cè)量周期，提高測(cè)量效率。

目前的無(wú)人機(jī)攝影測(cè)量系統(tǒng)一般包括軟件與硬件兩個(gè)基本部分，其中硬件部分包括無(wú)人機(jī)、機(jī)載和監(jiān)控三個(gè)系統(tǒng)，其中的軟件系統(tǒng)負(fù)責(zé)拍攝航線設(shè)計(jì)、飛行控制、遠(yuǎn)程監(jiān)控、航空攝影檢查及數(shù)據(jù)預(yù)處理工作，而且能夠避免無(wú)人機(jī)在飛行拍攝過(guò)程中出現(xiàn)的姿態(tài)不穩(wěn)定的問(wèn)題。無(wú)人機(jī)攝影測(cè)量系統(tǒng)中的飛行平臺(tái)使用高分辨率的遙感設(shè)備作為拍攝的主要部分，主要拍攝目標(biāo)為低空高分辨率數(shù)據(jù)，從而高效準(zhǔn)確的完成對(duì)地形數(shù)據(jù)的收集以及處理。無(wú)人機(jī)攝影測(cè)量技術(shù)主要使用一種通過(guò)攝影光束的交點(diǎn)確定地面點(diǎn)位的測(cè)量方式，這種測(cè)量技術(shù)首先要確定投影光束，此外，還需要其他外方位元素，包括三個(gè)線元素及三個(gè)角元素。傳統(tǒng)的通過(guò)控制點(diǎn)與空三加密反求光束的外方位因素地形攝影測(cè)量已經(jīng)不能完全滿足實(shí)際地形測(cè)量的需求，且在實(shí)際建設(shè)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的地形測(cè)量資料與實(shí)際建設(shè)經(jīng)驗(yàn)有一定差異，極大影響了土地資源的利用效率。所以，加快發(fā)展無(wú)人機(jī)攝影測(cè)量技術(shù)在數(shù)字化地形測(cè)量中的應(yīng)用，對(duì)于促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與社會(huì)主義建設(shè)具有十分重要的意義。

2 無(wú)人機(jī)攝影測(cè)量技術(shù)在數(shù)字化地形測(cè)量中的應(yīng)用

2.1 航攝測(cè)量測(cè)圖的原理

無(wú)人機(jī)攝影測(cè)量技術(shù)的基本原理是利用地面上的固有地形、地物確定三維坐標(biāo)并且記錄其性質(zhì)，然后將信息傳輸至計(jì)算機(jī)中，通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)，配合繪圖系統(tǒng)對(duì)收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，最后輸出顯示與地形相同的地形圖。無(wú)人機(jī)航空攝影單像片利用中心投影的透視變換技術(shù)，而立體測(cè)圖主要是利用投影的幾何反轉(zhuǎn)技術(shù)。

2.2 無(wú)人機(jī)航空攝影

2.2.1 航線設(shè)計(jì)。無(wú)人機(jī)在進(jìn)行航空攝影過(guò)程中，航線設(shè)計(jì)應(yīng)該分段設(shè)置在六個(gè)平高點(diǎn)位置。航線的首位兩個(gè)控制點(diǎn)應(yīng)該設(shè)置在像主點(diǎn)的連線上，而且要與方向線垂直，一般最大不能偏離半條基線。上下對(duì)點(diǎn)設(shè)置在同一立體相對(duì)內(nèi)。航線中的中間控制點(diǎn)要設(shè)置在首位控制點(diǎn)連線的中間位置，最大不能兩側(cè)偏離超過(guò)一條基線，盡量確保其中一個(gè)控制點(diǎn)位于中線位置，盡量避免兩個(gè)控制點(diǎn)都偏離中線的情況的出現(xiàn)，而且盡量不要兩個(gè)控制點(diǎn)偏離中線的一側(cè)，即使出現(xiàn)偏離，盡量保證偏離不要超過(guò)一條基線。航線的設(shè)計(jì)要以攝影區(qū)域的劃分、范圍的大小以及分區(qū)的平均基準(zhǔn)為基礎(chǔ)。避免攝影過(guò)程中區(qū)域高差過(guò)大，盡量維持在航高的六分之一范圍之內(nèi)，確保測(cè)量區(qū)域之內(nèi)有一定重疊，從而便于地形測(cè)量。

2.2.2 航空攝影。在進(jìn)行無(wú)人機(jī)攝影過(guò)程中，地形盡量選擇地表植被覆蓋少或覆蓋對(duì)地形不會(huì)造成影響的位置，拍攝盡量選擇天氣晴朗，可見(jiàn)度比較高，盡量避免在云霧、風(fēng)沙等惡劣氣候條件下的拍攝，此外要依據(jù)拍攝地形的不同，依照拍攝要求的太陽(yáng)高度角，進(jìn)行拍攝。

2.3 無(wú)人機(jī)攝影測(cè)量像控點(diǎn)的布設(shè)

2.3.1 區(qū)域網(wǎng)布點(diǎn)。平高點(diǎn)依據(jù)局域網(wǎng)完成布設(shè)，區(qū)域網(wǎng)內(nèi)依照航線方向設(shè)置四條基線，在一些復(fù)雜地形可以設(shè)置六條基線，寬度為兩條航線。

2.3.2 像片控制點(diǎn)測(cè)量。像控點(diǎn)測(cè)量一般使用D、E級(jí)的GPS控制點(diǎn)作為起算點(diǎn)和檢測(cè)點(diǎn)，利用天寶R8GNSS接收機(jī)及控制手簿接入FJCORS網(wǎng)絡(luò)RTK系統(tǒng)，并且利用網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)進(jìn)行像控點(diǎn)測(cè)量。（1）網(wǎng)絡(luò)RTK測(cè)量流動(dòng)站要求在CORS的接收范圍內(nèi)操作，進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與中心控制站之間的數(shù)據(jù)傳輸。（2）通過(guò)測(cè)量手簿設(shè)置流動(dòng)站設(shè)點(diǎn)測(cè)量像控點(diǎn)的具體操作參數(shù)。（3）網(wǎng)絡(luò)RTK測(cè)量流動(dòng)站工作情況正常。（4）測(cè)量首先初始化儀器，獲得固定解，如果未能獲得，應(yīng)該將儀器的網(wǎng)絡(luò)斷開(kāi)，再次對(duì)儀器進(jìn)行初始化。（5）測(cè)量觀測(cè)次數(shù)為三次，對(duì)每次得到的觀測(cè)數(shù)據(jù)要進(jìn)行確認(rèn)與檢核。

2.4 無(wú)人機(jī)攝影測(cè)量測(cè)圖的方法

目前的無(wú)人機(jī)攝影測(cè)量一般有三種不同的方法，分別為綜合法、全能法與分工法，其中綜合法主要是用于對(duì)大面積平坦土地的測(cè)量，為單張像片測(cè)圖，結(jié)合使用攝影測(cè)量與平板儀測(cè)量技術(shù)，綜合法利用平板儀能夠確定地面的高程以及等高線，通過(guò)得到的無(wú)人機(jī)攝影像片獲得地面的詳細(xì)地形情況。全能法一般用于山地地形的測(cè)量，通過(guò)使用立體測(cè)圖儀，能夠得到微小型的地面地形的結(jié)構(gòu)模型，通過(guò)得到的微小型的地面模型就能夠獲得地面的小關(guān)系平面位置、高程等數(shù)據(jù)，最終獲得該地區(qū)的地形圖。分工法一般在丘陵地區(qū)進(jìn)行使用，基本原理是利用平面位置與高程分求的原則進(jìn)行測(cè)量，與全能法相似，也是利用立體測(cè)圖儀獲得地形的數(shù)據(jù)，從而確定最終的地形圖。

2.5 空中三角測(cè)量

無(wú)人機(jī)攝影技術(shù)中的空中三角測(cè)量主要用來(lái)確定以及糾正定向點(diǎn)與標(biāo)記點(diǎn)的位置，包括測(cè)量過(guò)程中需要的一起元素?cái)?shù)據(jù)等，在進(jìn)行空中三角測(cè)量之前需要進(jìn)行必要的材料以及設(shè)備的準(zhǔn)備，才能更好地完成對(duì)定向點(diǎn)以及標(biāo)記點(diǎn)的確定。

2.6 內(nèi)業(yè)數(shù)字化測(cè)圖（DLG）制作

無(wú)人機(jī)攝影在數(shù)字化地形測(cè)量過(guò)程主要步驟為航空攝影測(cè)量空三加密，包括外業(yè)與內(nèi)業(yè)兩個(gè)部分，外業(yè)主要負(fù)責(zé)像片控制點(diǎn)的測(cè)量、照片的調(diào)繪以及地形圖的綜合測(cè)量。內(nèi)業(yè)主要通過(guò)相片上的控制點(diǎn)，通過(guò)空中三角測(cè)量技術(shù)，確定地形的控制點(diǎn)、高程、坐標(biāo)等數(shù)據(jù)。在進(jìn)行測(cè)量過(guò)程中，儀器的測(cè)繪過(guò)程中要注意也已經(jīng)完成的地形圖完成接邊，每一幅地形圖的完成，都要經(jīng)過(guò)仔細(xì)檢查以及確認(rèn)才能從儀器上取下，最終完成地形圖的測(cè)量任務(wù)。

3 結(jié)束語(yǔ)

隨著無(wú)人機(jī)攝影技術(shù)的不斷發(fā)展與應(yīng)用，以無(wú)人機(jī)攝影技術(shù)為前提的測(cè)量技術(shù)也得到了巨大發(fā)展，發(fā)揮出巨大的應(yīng)用潛力，而以無(wú)人機(jī)攝影測(cè)量技術(shù)為基礎(chǔ)的數(shù)字化地形測(cè)量也成為可能，雖然目前無(wú)人機(jī)攝影測(cè)量技術(shù)在發(fā)展過(guò)程中還存在一些不足，但是我們有理由相信，隨著無(wú)人機(jī)攝影測(cè)量技術(shù)以及相關(guān)軟件的不斷完善與配套硬件系統(tǒng)的不斷發(fā)展強(qiáng)化，其應(yīng)用前景十分樂(lè)觀，對(duì)于改變傳統(tǒng)地形測(cè)量，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化地形測(cè)量具有重大的意義。

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作者簡(jiǎn)介：徐燦（1983，09-），女，籍貫：湖南長(zhǎng)沙，職稱：助理工程師，學(xué)歷：?？疲芯糠较颍汉綔y(cè)遙感與測(cè)量。