【摘要】隨著城市化建設(shè)進(jìn)程及新農(nóng)村建設(shè)進(jìn)程逐步推進(jìn),地形圖測繪工作需求不斷提升,傳統(tǒng)測繪技術(shù)已經(jīng)無法滿足其要求,無人機(jī)航空攝影測量等新型測繪技術(shù)不斷涌現(xiàn)。該技術(shù)具有性價(jià)比高、測繪效率高、數(shù)據(jù)精確度及時(shí)效性較強(qiáng)的優(yōu)勢,在地形圖測繪過程中,其技術(shù)要點(diǎn)主要包括空中三角測量技術(shù)及數(shù)字正射影像技術(shù)。本課題在分析無人機(jī)航空攝影測量的應(yīng)用優(yōu)勢的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步對無人機(jī)航空攝影測量在地形圖測繪中的具體應(yīng)用進(jìn)行分析,希望以此為地形圖測繪工作效率及質(zhì)量的提升提供有效建議。
【關(guān)鍵詞】無人機(jī)航空攝影測量;地形圖測繪;應(yīng)用
無人機(jī)(UAV),即無人駕駛飛機(jī),通常是利用無線電遙控設(shè)備及加載好的程序控制裝置來操縱,或者是由車載計(jì)算機(jī)完全或半自主操控,相比于傳統(tǒng)的人工駕駛飛機(jī)來說,無人機(jī)具有輕便靈活、造價(jià)低的優(yōu)點(diǎn),能夠適用于各種復(fù)雜環(huán)境的作業(yè),目前被廣泛應(yīng)用于航拍、農(nóng)業(yè)、快遞運(yùn)輸、災(zāi)難救援、觀察野生動(dòng)物、監(jiān)控傳染病、新聞報(bào)道、電力巡檢等各個(gè)領(lǐng)域中[1]。地形圖測繪是一項(xiàng)工作量大且難度較高的項(xiàng)目,在傳統(tǒng)的測繪體系中,由于測繪技術(shù)不發(fā)達(dá),工作效率比較低,而且常常存在數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確、不全面的問題,隨著無人機(jī)等先進(jìn)測繪技術(shù)設(shè)施的引進(jìn),地形圖測繪工作成果有了質(zhì)的改變。
1、無人機(jī)航空攝影測量的應(yīng)用優(yōu)勢
無人機(jī)航空攝影測量,由飛行控制系統(tǒng)、地面站系統(tǒng)、航拍系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)等四部分組成,是通過無人機(jī)搭載高分辨率、體積小的相機(jī),在地面控制系統(tǒng)的控制下,按照既定路線拍攝目標(biāo)區(qū)域的影像,獲取地形地籍信息的一種技術(shù)[2]。在地形圖測繪工作中,應(yīng)用這一技術(shù),首先應(yīng)該明確地形圖繪制的各項(xiàng)需求,從而明確技術(shù)含量需求及技術(shù)設(shè)施配置要求,然后再根據(jù)現(xiàn)有配置制定科學(xué)合理的工作方案,確保在規(guī)定時(shí)間內(nèi)獲取所學(xué)的數(shù)據(jù)、影像等信息[3]。
相比于傳統(tǒng)的測繪技術(shù)來說,無人機(jī)航空攝影測量技術(shù)具有以下幾個(gè)優(yōu)勢點(diǎn):①性價(jià)比高。無人機(jī)本身造價(jià)比較低,而且無需人員駕駛,能夠適應(yīng)一些比較危險(xiǎn)的測繪工作,深入地形險(xiǎn)峻的地段,消除測繪死角,而且對于起飛及降落的場地要求都比較低,在低空條件下飛行對于天氣狀況、氣候條件的要求也比較小,能夠適應(yīng)大部分的工作環(huán)境,整體上來說具有較高的經(jīng)濟(jì)適用性;②測繪效率高。無人機(jī)航拍時(shí)可攜帶數(shù)碼相機(jī)、彩色數(shù)字?jǐn)z影機(jī),迅速準(zhǔn)確地獲取目標(biāo)區(qū)域的地表影像,并且在相關(guān)數(shù)據(jù)處理技術(shù)的協(xié)助下,生產(chǎn)三維可視化數(shù)據(jù),相比于傳統(tǒng)的人工測繪方式,流程大大簡化,工作效率顯著提升;③測繪數(shù)據(jù)時(shí)效性強(qiáng),準(zhǔn)確度高。低空無人機(jī)安全靈活,不受地形影響,可以進(jìn)入各種復(fù)雜地域進(jìn)行拍攝,且目前無人機(jī)上攜帶的都是高精密型數(shù)碼成像式器材,具備垂直乃至傾斜攝影的強(qiáng)大功能,以及低空捕捉高分辨率建筑物多角度影像的能力,近景航拍精度可達(dá)亞米級(jí),所獲取的全方位數(shù)字正射影像圖清晰直觀,能夠有效避免地圖元素的遺漏,同時(shí)保證較高的數(shù)據(jù)精確度。
2、無人機(jī)航空攝影測量在地形圖測繪中的應(yīng)用
2.1空中三角測量技術(shù)的實(shí)施
在開展測繪工作前,首先明確測繪工作的要求,采集目標(biāo)區(qū)域的相關(guān)信息,進(jìn)行空域協(xié)調(diào)、技術(shù)設(shè)施配置、現(xiàn)場勘查之后,對飛行航線進(jìn)行設(shè)計(jì),再進(jìn)行空中三角測量[3]。在空中三角測量技術(shù)中,需要應(yīng)用到PixeIGrid高分辨率遙感影像一體化測圖系統(tǒng),以及PAT-B光束法平差軟件,具體技術(shù)實(shí)施流程如下:①數(shù)據(jù)準(zhǔn)備。明確并設(shè)置好各項(xiàng)航拍參數(shù),比如說相機(jī)焦距、像主點(diǎn)坐標(biāo)、像元大小,對航拍POS數(shù)據(jù)、控制點(diǎn)坐標(biāo)文件進(jìn)行復(fù)核;②校正畸變差。非測量相機(jī)的使用引起了較大的畸變差,因此必須進(jìn)行校正,并且采用VzLowCor校正影像,確保航拍影像不存在主點(diǎn)偏移及畸變的情況;③構(gòu)建測區(qū)高程文件。引入畸變差校正好的影像,自動(dòng)開展內(nèi)定向作業(yè),確立航帶初始偏移量,去除較大的誤差像點(diǎn),剩余連接點(diǎn)進(jìn)行互交編輯作業(yè);④成果獲取。在自動(dòng)相對定向是,應(yīng)該影像中相對定向點(diǎn)超過900個(gè),并且是均勻合理分布的,再利用PAT-B光束法平差軟件,進(jìn)行區(qū)域網(wǎng)平差結(jié)算,將測區(qū)合并起來,應(yīng)用空三加密成果,輸出VortuoZo測圖工程文件。
2.2數(shù)字正射影像技術(shù)的實(shí)施
無人機(jī)在遠(yuǎn)程超控下,到達(dá)制定測繪地點(diǎn),通過對提前布控好的各個(gè)像片控制點(diǎn)或者顯著地標(biāo)進(jìn)行聯(lián)合測控,通過系統(tǒng)導(dǎo)航測繪技術(shù)對該地區(qū)的地形信息進(jìn)行全方位多角度的精準(zhǔn)測繪。數(shù)字正射影像技術(shù)的具體實(shí)施流程為:①DOM技術(shù)的實(shí)現(xiàn)。其技術(shù)依據(jù)為淡漠型的內(nèi)外范圍原色及數(shù)字高程模型DEM,適用于格列模型數(shù)字化航空相片的影像重采樣作業(yè),通過調(diào)色、裁減等手段生成標(biāo)準(zhǔn)分幅的正攝影圖像;②獲取單片正射影像。導(dǎo)入影像數(shù)據(jù)及加密成果后,系統(tǒng)可自動(dòng)生成DSM,并且自動(dòng)應(yīng)用合適的濾波處理措施,將之轉(zhuǎn)變?yōu)镈EM格式,隨后在VortuoZo測圖系統(tǒng)中,可以相片為單位進(jìn)行糾正,生成單片正射影像;③生成影像定位文件“tfw”。選取圖幅范圍中的單片正射影像,應(yīng)用Inpho軟件進(jìn)行拼接、裁切、正影像輸出等,生成影像定位信息文件“tfw”。
結(jié)語:
我國國土面積達(dá)96萬平方米,面積廣闊,這使得土地資源的利用現(xiàn)狀掌控難度比較大,如果依靠傳統(tǒng)的人工測繪方式,不僅數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和精確度比較低,而且耗時(shí)較長,工作效率也比較低,我國的第一次土地調(diào)查耗時(shí)就比較長,從1984年開始,直至1997年才完成這項(xiàng)工作,耗時(shí)13年。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感器等現(xiàn)代化信息技術(shù)的發(fā)展,測繪體系中不斷融入了新的技術(shù)元素,其中無人機(jī)航空攝影測量技術(shù)的應(yīng)用,就大大提高了地形圖測繪工作效率及質(zhì)量,應(yīng)用這一技術(shù),相關(guān)部門能夠快速掌握各個(gè)目標(biāo)區(qū)域的測繪信息,明確各個(gè)區(qū)域的界限、地物信息以及權(quán)屬信息,繪制出高質(zhì)量的地形圖。
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作者簡介:
胡哲斌,縉云縣測繪大隊(duì)。