（北京大學(xué)考古文博學(xué)院，北京 100871）

1 背景介紹

1.1 遼中京遺址概況

遼中京遺址位于今內(nèi)蒙古自治區(qū)寧城縣大明鎮(zhèn)境內(nèi)，東距縣城15 km。始建于遼圣宗統(tǒng)和二十五年（公元1007年），為遼代五京之一，是遼代中晚期的政治、經(jīng)濟、文化中心。城址所在地為老哈河上游北岸的沖積平原，北、南、西三面環(huán)山。北有七金山，《遼史.地理志三》記載“圣宗常過七金山土河之濱，南望云氣有郛郭樓閣府庫之狀，因議建都”[1]。西有草帽山、大黑山，東南有紅廟子?xùn)|山。老哈河自西南向東北流經(jīng)城外南部平原，北小河自西向東穿城北而過（圖1）。金代以原遼中京大定府為北京，元在此先后設(shè)北京路、大寧路和武平路等行政機構(gòu)。明代在此設(shè)立大寧都指揮司（后改北平行都司），并封寧王于此，永樂后此城廢棄，逐漸辟為牧地，保持至今。

圖1 遼中京周邊自然環(huán)境圖（來源：《遼中京遺址保護規(guī)劃》，北京大學(xué)考古文博學(xué)院編制，項目負責(zé)人：徐怡濤）

遼代中京城共三重城垣：外城南北寬3 500 m，東西長4 200 m；內(nèi)城在外城北部居中，東西長1 900 m，南北寬1 500 m；皇城在內(nèi)城北部居中，約為邊長1 000 m的正方形。金代對其延續(xù)使用，并于遼中京皇城內(nèi)增筑一小型城堡，于外城南部增筑新城垣。元末因紅巾軍入侵以及地震破壞，原遼中京北部損毀嚴重。明代于外城西南修建寧王府，此時的城市規(guī)模已大大縮減?，F(xiàn)遺址區(qū)內(nèi)大部分為耕地，現(xiàn)存遼、金時期磚石塔3座及大部分城墻和若干夯土建筑遺址，地面隨處可見古代磚瓦、瓷片等遺跡、遺物（圖2）。

圖2 遼中京遺跡、遺物圖（來源：作者自攝）

遼中京居于遼代五京的地理中心，在遼王朝的政治、經(jīng)濟、文化等活動中起到了重要的銜接作用，其地面遺存和出土文物為研究遼代政治制度、手工業(yè)發(fā)展以及文化生活方面提供了重要史料。遼中京建于奚族舊地，其興建帶有控制奚族之目的，另外，遼中京作為“澶淵之盟”后新建的都城，是遼與北宋開展雙邊交流的重要場所，是研究北方少數(shù)民族之間，以及契丹與漢民族交流融合的重要見證。遼中京遺址之上還疊壓有金、元、明初各代城址，文化堆積深厚，屬古今重疊型城市，為研究遼代及以后北方都城制度、建筑技藝提供了典型案例。

20世紀初，法國、日本曾對遼中京進行了田野調(diào)查。1958年，內(nèi)蒙古文物工作隊對遼中京進行較為詳細的田野調(diào)查，并發(fā)表調(diào)查簡報。1959年4月至1960年11月，內(nèi)蒙古自治區(qū)文化局、內(nèi)蒙古文物工作隊對遼中京進行發(fā)掘，重點研究了遼代的城市布局，斷定了各文化層的可靠年代以及各時代地下遺跡及遺物的埋藏和分布規(guī)律。1961年，遼中京遺址被列為第一批全國重點文物保護單位。1988年，自治區(qū)考古研究所對大明塔塔基進行了考古發(fā)掘。2002年，自治區(qū)考古研究所對半截塔塔基和地宮進行了考古發(fā)掘。2012年，受寧城縣委托，安徽省文保中心與北京大學(xué)考古文博學(xué)院共同編制遼中京遺址保護規(guī)劃。

遼中京屬鄉(xiāng)村型大遺址，其遺址本體長期受自然與人為兩方面因素的破壞，自然破壞因素主要包括風(fēng)、水、重力、氣溫等物理要素和微生物、野生動植物等生物要素。導(dǎo)致遼中京遺址本體存在著坍塌變形、生物損害、風(fēng)化侵蝕、流水沖蝕等病害。人為因素的破壞主要來自人類的生產(chǎn)生活活動、非法盜掘活動等。遼中京城圈范圍內(nèi)分布有5個行政村，城內(nèi)用地除道路用地、村民住宅用地及相關(guān)設(shè)施用地外，均為農(nóng)耕用地。人們于遺址之上的建設(shè)、取土、耕作、放牧等活動，以及消耗、排放造成的污染等，時刻威脅著遺址本體的安全；另外，由于遼中京遺址文化堆積深厚，且為開放式環(huán)境，盜掘現(xiàn)象屢禁不止，對地上遺存和地下文化堆積均造成破壞。為了對遼中京遺址進行更好的保護、研究、開發(fā)與利用，統(tǒng)籌遺址保護與遺址地土地利用、人口調(diào)控、生態(tài)環(huán)境及基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等區(qū)域經(jīng)濟社會的發(fā)展，編制遺址保護規(guī)劃便成為解決上述問題的重要一環(huán)。

1.2 研究背景

大遺址保護規(guī)劃的編制，需要憑借多學(xué)科知識的集成[2]。其中，GIS技術(shù)與地理學(xué)的成果，可以幫助我們分析遺產(chǎn)分布環(huán)境、制定針對性的保護措施，也可以輔助、促進考古工作。2007年頒布的《全國重點文物保護單位保護規(guī)劃編制要求》第三條明確規(guī)定：“規(guī)劃圖紙應(yīng)繪制在近期測繪的現(xiàn)狀地形圖上，規(guī)劃圖上應(yīng)顯示出現(xiàn)狀和地形?！钡诙邨l也提出，符合國家勘察、測量規(guī)定的測繪圖（包括各時期的航拍、地形地貌圖等）是編制保護規(guī)劃需搜集、研究的基礎(chǔ)材料。因此，獲得一張大范圍、高精度、符合測繪標準的地形圖，是編制保護規(guī)劃的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在遼中京遺址保護規(guī)劃的編制初期，由測繪部門提供的地形圖僅有城圈范圍內(nèi)的部分，無法覆蓋規(guī)劃范圍，需要予以更換。2017年3月，北京大學(xué)考古文博學(xué)院徐怡濤教授帶領(lǐng)學(xué)生再次前往遼中京遺址，根據(jù)保護規(guī)劃的實際需要，利用無人機、RTK等儀器對遼中京規(guī)劃中建控地帶范圍內(nèi)的地形圖測繪②相關(guān)報道可見北京大學(xué)考古文博學(xué)院官網(wǎng)：http://archaeology.pku.edu.cn/consultation/news/2017/4/3/1491189432883.shtml。

傳統(tǒng)的大地測量方法成本高，時效性和靈活性差。隨著無人機航拍技術(shù)的進步與成熟，為解決上述問題提供了可能。無人機（unmanned aircraft）是通過搭載遠程控制系統(tǒng)進行遠程操控的不載人飛行器。無人機航拍，即將航空拍攝系統(tǒng)搭載于無人機平臺上，接入遠程操作系統(tǒng)，進行遠程的航空攝像操作[3]。目前，無人機航測技術(shù)廣泛應(yīng)用于基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、自然災(zāi)害監(jiān)測、礦產(chǎn)資源勘探等領(lǐng)域。近年來，無人機技術(shù)也引入了考古界，經(jīng)過多年的發(fā)展與探索，利用無人機、RTK、全站儀等設(shè)備進行高空拍照、地形測繪的工作方法已比較成熟，為考古與文化遺產(chǎn)領(lǐng)域帶來了極大便利，陜西、河南、浙江等地的大遺址保護中也已經(jīng)有了成功實踐。劉建國在《考古遺址的超低空拍攝與數(shù)據(jù)處理》[4]一文中對無人機操作、Photoscan建模等內(nèi)容進行了系統(tǒng)總結(jié)。當前，將無人機技術(shù)應(yīng)用于考古工作，逐漸成為學(xué)界新的熱點。

2 遼中京遺址保護區(qū)劃航測工作概況

本工作以遼中京遺址為測繪對象，旨在利用攝影測量的方法，獲得遼中京遺址及周邊地區(qū)的航拍圖，用于后期的保護規(guī)劃編制，以及其他研究、存檔、監(jiān)測等工作。此次航拍區(qū)域覆蓋了遼中京遺址保護范圍及其建設(shè)控制地帶，其中，核心區(qū)的遼中京保護范圍1 930 hm2，I類建設(shè)控制地帶1 048 hm2，II類建設(shè)控制地帶 5 016 hm2，航拍區(qū)域達80 km2。

此次工作隊共由20人組成，包括指導(dǎo)教師1人、助教1人、研究生6人、本科生12人，學(xué)生分為3個工作小組；使用設(shè)備包括無人機4架、全站儀1套、RTK 1套、三維掃描1套、移動工作站1臺，其他配套設(shè)備還有智能手機、平板電腦、單反相機等，另有汽車3輛。根據(jù)工作規(guī)劃，將整個航拍區(qū)分為3部分，分別由3組成員負責(zé)航拍，歷時7 d。

航拍工作共分為兩部分：一是前期的現(xiàn)場作業(yè)；二是后期的室內(nèi)制圖?，F(xiàn)場作業(yè)又包括航拍、拼合精度檢驗、補飛3項工作，航拍主要為利用無人機、RTK等設(shè)備獲得該航拍區(qū)航片，以及部分地物坐標。拼合檢驗主要為現(xiàn)場利用Photoscan對航片進行快速拼接，檢查航片缺漏，指導(dǎo)補飛。后期的室內(nèi)制圖，包括使用Photoscan、AutoCAD、Photoshop等軟件對現(xiàn)場測繪所得照片與數(shù)據(jù)進行處理，獲得高精度的航拍區(qū)正射影像，大范圍的CAD測圖等，工作流程圖如圖3所示。

圖3 工作流程圖（來源：作者自繪）

3 制訂現(xiàn)場工作計劃

3.1 航拍規(guī)劃

3.1.1 航拍器的選擇

考古工作中常用的無人機一般分為專業(yè)級與消費級兩種，本次實驗使用的無人機均為深圳大疆公司研發(fā)的消費級小型低成本無人機，共4種型號，分別為精靈3、精靈4、精靈4pro、御pro（表1、圖4）。

航拍器的選擇是多因素綜合考慮的結(jié)果。專業(yè)級無人機抗風(fēng)性能好、續(xù)航時間長、拍攝功能強，但存在機身笨重、價格昂貴、摔機損失大、不便攜帶等問題，并且其使用受到法律限制較多，中間環(huán)節(jié)復(fù)雜。消費級無人機雖然續(xù)航時間很短，抗風(fēng)性與鏡頭功能也遜于專業(yè)級無人機，但價格便宜、小巧便攜、法律限制少、使用靈活，近年來逐漸普及，更適用于日常工作。無人機的拍攝功能是航空攝影測量的基礎(chǔ)，大疆無人機自身搭載云臺相機，擁有一般數(shù)碼相機主要的拍照功能，為高精度攝影測量創(chuàng)造了條件。各型號的大疆無人機拍攝性能相近，便于統(tǒng)一的航拍規(guī)劃。

表1 大疆無人機部分參數(shù)表

圖4 大疆無人機精靈4pro組件圖（來源：作者自繪）

總體而言，選擇無人機需綜合考慮航時、成像質(zhì)量等因素，鏡頭精度低的無人機需降低飛行高度，以取得較好的測繪精度；同樣航時下，鏡頭精度低的無人機航測效率較低。無人機性能也影響了后續(xù)航拍方法的設(shè)定。圖5為本次航拍的主要工作與流程。

3.1.2 規(guī)劃航線

航線規(guī)劃，是指根據(jù)航拍對象、無人機特性和實際操作經(jīng)驗，規(guī)劃無人機飛行軌跡。一般應(yīng)首先確定航拍高度，然后確定航線形狀。遵循的原則，是以單塊電池的安全飛行時間為單位，在保證照片疊壓率以及較高精度的前提下，提高工作效率，獲得最大的航拍面積。

圖5 無人機航拍流程（來源：作者自繪）

(1)確定航拍高度。由于遼中京遺址面積巨大，為獲得較大的視域，飛機應(yīng)升至較高高度。本次航拍高度選定為300 m，大疆無人機鏡頭均為固定焦距，根據(jù)鏡頭參數(shù)及光學(xué)原理，可計算出300 m高度下，各飛機拍攝照片所覆蓋的實際尺度，以及航片的精度（表2、表3）。

通過以上測算可知，若飛機飛行高度為300 m，畫幅設(shè)定為4∶3，則精靈4與精靈4pro兩種飛機拍攝的照片實際尺度為400 m×300 m，精度8.22 cm，基本能滿足地形圖描圖的需要。此規(guī)律可以概括為“飛行高度和正投有效范圍邊長的關(guān)系大致為1∶1”。精靈3的照片實際尺度偏大、精度稍低；御的照片實際尺度偏小、精度中等。總體來看，均能滿足地形測繪的精度要求。在實際飛行過程中，可將精靈3的實際高度稍低于300 m，御的實際高度稍高于300 m，從而保證此次航拍照片在實際尺度與精度上的相對統(tǒng)一，方便后期的拼合制圖。

表2 各型號無人機照片實際覆蓋面積測算表

表3 各型號無人機航片精度測算表

(2)設(shè)計航線形狀。飛行高度確定之后，便可開始規(guī)劃航線。航線的設(shè)計取決于單塊電池的安全續(xù)航時間和航片疊壓率。電池續(xù)航時間是無人機工作的首要限制條件，決定了無人機的飛行距離。大疆消費級無人機單塊電池續(xù)航時間很短，僅為20～30 min。在電池剩余30%電量時系統(tǒng)便會自動報警，若不及時返航降落便有墜機危險。另外飛機飛行高度越高，飛行速度越快，電池消耗越快，低溫、大風(fēng)等惡劣天氣也會加速電池消耗。因此不宜使飛機距離操控者太遠。

航片疊壓率進一步影響了航線的形狀。將拍攝模式設(shè)定為定時拍攝，拍攝間隔3 s，相鄰兩張航片保持80%的航向重疊，相鄰兩航線保持20%～30%的旁向重疊[5]。此方法目前為行業(yè)內(nèi)通行方法，以此為基礎(chǔ)設(shè)計航線，可保證航片及航帶間無空隙，從而獲得較高品質(zhì)的航片，此次遼中京航拍也據(jù)此設(shè)計航線。

本次航拍以每塊電池為單位進行航線規(guī)劃，每次作業(yè)消耗一塊電池，獲得一小塊區(qū)域航片，相鄰區(qū)域影像做到有所重疊。根據(jù)“飛行高度和正投有效范圍邊長的關(guān)系大致為1:1”的規(guī)律，并綜合電池續(xù)航時間、照片覆蓋率等控制性因素，將此次無人機單塊電池航行軌跡規(guī)劃如下“山”字形路線（圖6）。

結(jié)合測算與實際經(jīng)驗，山字形航線各數(shù)據(jù)能夠保證無人機始終處于安全飛行距離，航線之間有足夠的覆蓋率，并將單塊電池的工作量發(fā)揮至最大；航線整體區(qū)塊為一矩形，便于計算面積（表4）。以上航線形狀與飛機參數(shù)均為理想情況下的飛行模式，實際飛行時由于各因素的影響，往往與規(guī)劃有所出入，但此山字形航線始終是航線規(guī)劃的基本思路，表格所列數(shù)據(jù)也發(fā)揮著控制性的作用，可作為實際航拍過程中的參考數(shù)據(jù)。

圖6 “山”字形航線圖（單位：m）（來源：作者自繪 ）

表4 部分航拍控制性參數(shù)

3.2 室外、室內(nèi)分工規(guī)劃

3.2.1 室外工作

(1)人員、設(shè)備分配。此次航拍區(qū)面積約80 km2，劃分為西、中、東3個部分，由3個小組負責(zé)完成（圖7），每組4名本科生、1～2名研究生，配1架無人機。大疆無人機每架配備3塊電池，全部用完僅需一個上午，3塊電池共可拍攝約5.4 km2，為加快工作進度，依照每組每天飛行需用6塊電池計算，飛完全部航拍區(qū)大約需要4 d時間。一組由于工作區(qū)較大，故配給2架飛機，并適當增加人力。

圖7 遼中京航拍區(qū)劃分圖（來源：《遼中京遺址保護規(guī)劃》，北京大學(xué)考古文博學(xué)院編制，項目負責(zé)人：徐怡濤）

(2)起飛點規(guī)劃。單次航線規(guī)劃完成后，還需進行起飛點的規(guī)劃。此項規(guī)劃由各組根據(jù)負責(zé)航拍區(qū)的實際情況，結(jié)合“山”字形航線的規(guī)劃原則進行，應(yīng)保證單次航區(qū)間的航片疊壓率。規(guī)劃過程中可以利用google earth、奧維瀏覽器、百度地圖等電腦或手機端軟件完成，完成后導(dǎo)入手機軟件“戶外助手”中，便于野外工作隨身攜帶（圖8）。

(3)控制點測量規(guī)劃。大疆無人機自身具備GPS功能，所拍航片自身附有GPS信息，導(dǎo)入Photoscan建模后能夠進行一定的測量，但精度并不高，且容易發(fā)生錯位。此時可借助全站儀、RTK等儀器，于航拍區(qū)測得部分控制點的三維坐標，導(dǎo)入Photoscan，對模型進行校正，提高攝影測量精度，并獲得準確的正射影像。由于此次航拍區(qū)面積較大，航拍高度較高，為保證測量點的科學(xué)分布，各測量點之間應(yīng)有較大跨度。由于RTK具有靈活性高、測點不需要通視的優(yōu)點，因此選用RTK來進行控制點測量?？刂泣c應(yīng)選擇空曠且具有較為清晰的地表特征之處。

圖8 戶外助手手機軟件界面圖（來源：作者自攝）

3.2.2 室內(nèi)工作

室內(nèi)工作與室外工作同步進行，主要內(nèi)容為討論、調(diào)度與航片拼接工作。本次航拍使用的照片建模軟件為俄羅斯Agisoft公司研發(fā)的Agisoft Photoscan，該軟件可基于影像自動生成三維模型，也稱多視點三維重建，它可自動匹配由數(shù)碼設(shè)備拍攝的照片，生成被拍攝物體表面的三維點云及紋理，最終合成高質(zhì)量三維數(shù)字模型。完成建模后，軟件可以導(dǎo)出正攝影像、DEM數(shù)字高程模型等產(chǎn)品，再利用其他電腦軟件便可繪制平面線圖或制作等高線圖。

本次航拍使用的設(shè)備是小型低成本的無人機，此類無人機雖然在成本、便攜等方面有優(yōu)勢，但由于其續(xù)航能力不足、抗風(fēng)性能較弱等原因，在大遺址航拍中不可避免地要比專業(yè)級無人機飛行更多的架次。最終整個航拍區(qū)大航片的獲得即是將所有架次的航片導(dǎo)入Photoscan統(tǒng)一運算。多架次飛行容易出現(xiàn)2個問題：一是各架次之間出現(xiàn)缺漏；二是單塊區(qū)域的邊緣部分精度下降，這些問題都會影響到大航片的完整度與清晰度。為及時發(fā)現(xiàn)這些問題，避免離開現(xiàn)場后折返補飛浪費成本，位于航拍現(xiàn)場的快速拼合檢查與補飛尤為重要。

各組室外工作人員于當日午休或傍晚收工之后，將飛機儲存卡中照片導(dǎo)出，交給室內(nèi)工作人員進行篩選片、處理、導(dǎo)入Photoscan照片拼接等工作。各單塊區(qū)域的航片拼接完成后，再利用Photoscan的控制點拼合功能，將相鄰兩塊或多塊區(qū)域的航片進行拼合，如此由小到大逐一排查，及時發(fā)現(xiàn)缺漏，從而進行有針對性的補飛。Photoscan可將來自不同分組、不同架次的航片進行統(tǒng)一運算，由于最終照片數(shù)量巨大，因此回到北京后，將使用臺式工作站。

4 現(xiàn)場作業(yè)相關(guān)技術(shù)要點

4.1 拼接

若計算機運行能力強且不需要得到及時成果，可以統(tǒng)一運算各航次所得航片；若在野外只有普通運算能力的計算機，且需要盡快得到成果驗證航拍效果或進行應(yīng)用，就需要分別計算再進行拼合，因此需要控制拼合精度。

Photoscan可以將小塊模型自動對準，若自動對準失敗，則可換用手動添加標記點的方式對準。在利用控制點對準時，時常會發(fā)生區(qū)塊高低錯位的問題，影響了對航拍情況的判斷，為探索控制拼合精度的方法，本文選用了大明塔的建模來進行驗證。300 m高度下的遺址平面地物起伏不明顯，不利于檢查拼合精度；大明塔為地面建筑物，高差大、細部特征多，拼合精度更為直觀，若拼合成功，則對遺址平面航片的拼合更為適用。

圖9是用精靈4pro平飛得到的遼中京博物館的總平面建模，圖10是精靈4pro繞飛大明塔的建模，現(xiàn)直接將兩個模型拼合在一起，自動拼合的情況下兩模型出現(xiàn)明顯錯位（圖11）。

圖9 模型1：遼中京博物館總平面模型（來源：作者自攝）

圖10 模型2：大明塔模型（來源：作者自攝）

此時可使用標記點拼合法提高拼合精度。標記點應(yīng)選擇兩個模型的重合點，添加時需仔細對比，保證標記點的準確度。經(jīng)多次實驗發(fā)現(xiàn)，標記點選擇3個及以上處在同一平面的非線性排布重合點時，拼合精度最高；若無法滿足，則應(yīng)保證點與點之間在X、Y、Z坐標中至少有一個數(shù)值相近或相同。

如圖12、圖13，在拼合兩模型時，共添加了6個標記點。其中point1、2、3、4基本位于同一平面，point5、6基本位于另一個平面。選取完畢后將其拼合，得到的拼接模型如圖14，拼合較為準確，未出現(xiàn)明顯位移，證明此方法有效。

遺址航片的地物以房屋、道路、農(nóng)林用地為主，在添加標記點時應(yīng)同樣遵循此方法，如位于同一道路平面，或位于相似高度的屋頂之上等。

圖11 自動對齊后的拼合情況（來源：作者自攝）

圖12 模型1的6個標記點（來源：作者自攝）

圖13 模型2的6個標記點（來源：作者自攝）

圖14 標記點拼合后的拼合情況（來源：作者自攝）

4.2 補飛

經(jīng)過拼合檢驗后，發(fā)現(xiàn)初次航拍中存在的缺漏、模糊、畸變等問題，須靠補飛彌補。補飛方法與前文基本保持一致，同樣需要經(jīng)過規(guī)劃、分工、現(xiàn)場操作等步驟，但從實際情況來看，需補飛區(qū)塊的出現(xiàn)具有分散性、隨機性，故補飛航線的形狀需靈活制定，不局限于山字形。補飛結(jié)束后，再次進行拼合檢驗。

根據(jù)統(tǒng)計（表5），各組都進行了補飛，補飛總架次占到了總架次的19.8%，所占比例較高，驗證了補飛工作的必要性。一般而言，航拍面積越大，初次航拍架次越多，補飛的概率也更高。第一組航拍區(qū)面積最大，初次航拍架次與補飛架次都較多。二組、三組航拍面積基本相等，前者補飛架次最少，僅為3次，一定程度上表明，若初次航拍操作得當，可有效減少補飛次數(shù)。

表5 各組補飛架次統(tǒng)計

4.3 小結(jié)

初次航拍、拼合精度檢驗、補飛，構(gòu)成了小型低成本無人機野外航測工作的3項基本內(nèi)容。初次航拍在整個航拍工作所占比重最大，發(fā)揮著基礎(chǔ)性作用；拼合精度檢驗可以及時檢查初次航拍存在的問題，并指導(dǎo)補飛，補飛是對初次航拍的完善，與拼合精度檢驗同為航片質(zhì)量的保證。

前期的航拍規(guī)劃在整個航拍過程中都發(fā)揮著控制性作用，但在現(xiàn)場工作時，還需對規(guī)劃內(nèi)容進行適應(yīng)性調(diào)整，以保證航拍工作的順利進行。如圖15為二組航線的實際分布，從中可以看出，該組完成此區(qū)域航拍共起飛27架次，與計劃中日均6次、4天完成、1天補飛的情況相符。該組航線基本都為“山”字形，總長度或增或減，航程7～8 km不等，個別航線達到9 km，規(guī)劃性與適應(yīng)性特征顯著。第15號航線形狀特殊，系補飛航線。

圖15 二組實際航線總體與分解圖（來源：作者自攝）

另外，人員配合問題在整個航拍工作中至關(guān)重要，小型低成本無人機多架次飛行必然需要更多人力的投入，工作人員操作技術(shù)越嫻熟，成員間配合程度越好，則各項工作就越可以高效快速進行，從而提高現(xiàn)場工作的質(zhì)量，減輕內(nèi)業(yè)工作負擔。

5 后期的室內(nèi)制圖

現(xiàn)場工作經(jīng)過了補飛與拼合檢驗，航片的完整性與疊壓率已可以保證，在計算機性能足夠的情況下，將所有航片導(dǎo)入Agisoft Photoscan便可進行統(tǒng)一運算。Photoscan根據(jù)航片的GPS信息可自動生成正射影像，導(dǎo)入RTK數(shù)據(jù)還可進一步校正。經(jīng)過這些處理，便可導(dǎo)出整個航拍區(qū)的正射影像（圖16），將正射影像圖按照1∶1的比例導(dǎo)入Auto CAD中，便可進行地形圖繪制。放大航片，觀察某兩小航片相交處，可見清晰度良好，并未出現(xiàn)航片邊緣地帶常見的變形、錯位等問題，說明了此前總結(jié)的工作方法行之有效，驗證了利用小型低成本無人機可以實現(xiàn)大范圍、高精度的航拍目標。

圖16 大航片及局部拼合示意圖（來源：作者自攝）

6 結(jié)束語

通過本文的研究，主要獲得以下幾點認識：①小型低成本無人機可以廣泛應(yīng)用于各種尺度的考古遺址、文物建筑的測繪之中；②使用消費級的小型低成本無人機進行航空測繪時，應(yīng)根據(jù)航測面積和精度需要，確定飛行高度，飛行高度和正投有效范圍邊長的關(guān)系可以1∶1估算；③通過實踐，本文歸納了小型低成本無人機進行大遺址航測時的飛行路線控制方法和無人機操作流程；④通過實踐，本文總結(jié)了航片的拼合方法，實現(xiàn)了不同型號不同架次無人機同時與分時測繪成果間以小聚大的拼合效果。

此次航拍工作完成了既定目標，為遼中京遺址保護規(guī)劃提供了重要資料。本文所總結(jié)的小型低成本無人機在大遺址航測中的應(yīng)用方法，有助于降低航測成本；有助于普及大遺址航測，實現(xiàn)大遺址的無人機日常監(jiān)測；有助于大遺址的綜合信息記錄和日常保護監(jiān)測等工作。

（注：本文依據(jù)北京大學(xué)考古文博學(xué)院文物建筑專業(yè)2014級本科生遼中京航測實習(xí)成果撰寫。感謝寧城縣文物局、遼中京歷史博物館對本次工作的幫助與支持。參與實習(xí)和航測、制圖學(xué)生有本科生12人：郭勉、黃楚君、邱瓊儀、施一泓、席雅卿、馬力、王藏博、楊佳帆、馬青龍、黃鑫、馬思蒙、李芃芃；研究生6人：黃青巖、王一臻、李松陽、季宇、羅登科、陳彥運；指導(dǎo)教師：徐怡濤；助教：尚勁宇。北京大學(xué)考古文博學(xué)院張劍葳助理教授為本文提供了指導(dǎo)和修改意見。）