范 晶
(黑龍江省有色金屬地質(zhì)勘查七〇三隊,黑龍江 哈爾濱 150300)
無人機(jī)航空攝影測量是傳統(tǒng)航空攝影測量手段最有力的補(bǔ)充,它可以彌有效補(bǔ)傳統(tǒng)航空攝影測量手段的不足,具有靈活方便、快速高效、精細(xì)準(zhǔn)確、使用成本低、適用范圍廣等特點(diǎn)[1]。在飛行困難的地區(qū)和小區(qū)域進(jìn)行作業(yè)時,有著成像快、分辨率高等優(yōu)勢。無人機(jī)航空攝影測量被廣泛應(yīng)用于國家國家重大工程建設(shè)、應(yīng)急災(zāi)害處理、地理監(jiān)測、資源開發(fā)等方面,尤其是在地形測量、新型城市建設(shè)、突發(fā)災(zāi)害數(shù)據(jù)測量繪制等方面具有廣闊的市場前景。
帶狀地形是指呈條帶狀的狹長地帶地理位置的走向,據(jù)此繪制的地形圖叫做帶狀地形圖,它常被用于復(fù)雜地區(qū)公路、鐵路、河道水利工程的紙上定線和后續(xù)相關(guān)設(shè)計。
(1)無人機(jī)航空攝影測量技術(shù)的特點(diǎn)分析。無人機(jī)航空攝影測量技術(shù)能在帶狀地形圖測量中得到廣泛的應(yīng)用,主要是由于無人機(jī)航空攝影測量技術(shù)具備以下特點(diǎn):①時效性好、性價比高。通過對無人機(jī)航空攝影測量和傳統(tǒng)衛(wèi)星匯測的比較,可以發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)衛(wèi)星匯測的數(shù)據(jù)存檔時間較長,無人機(jī)航空攝影測量技術(shù)能夠很好地對這一問題進(jìn)行解決,它可以隨拍隨發(fā),在短時間內(nèi)完成對地形的測量,為用戶提供相關(guān)數(shù)據(jù)信息。并且,無人機(jī)航空攝影測量的價格適中,相比較于人工測量,具有很強(qiáng)的性價比[2]。②受限范圍小。無人機(jī)航空攝影測量一般是在低空的環(huán)境下進(jìn)行,對起降場地沒有太高的要求,氣候條件對它的影響也比較小,我國幅員遼闊、地大物博,很多地區(qū)常年受到惡劣自然天氣因素的影響,由于無人機(jī)不受航高的太多限制,成圖的清晰率也比較高,可以在一定程度上解決這些問題。③迅速獲取數(shù)據(jù)信息進(jìn)行模型構(gòu)建。無人機(jī)航空攝影采用了多種高科技數(shù)碼攝影技術(shù),能及時、準(zhǔn)確、快速地生成DOM、DSM等數(shù)字影像以及三維可視化數(shù)據(jù)、模型等。
(2)無人機(jī)航空攝影測量技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)。無人機(jī)航空攝影測量技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn):對起降場地的要求較低,相對于傳統(tǒng)地面匯測和傳統(tǒng)航測,自然環(huán)境因素對無人機(jī)航空攝影測量的影響較小。它能夠在不超過5000m的高空進(jìn)行飛行拍攝,受云層的干擾度較低,通過搭載多種先進(jìn)性相機(jī),對鏡頭的靈活運(yùn)用,就可以快速獲得成像清晰的圖片信息。能夠十分完整的向相關(guān)人員展示出所要匯測地區(qū)的地形、地貌、地物等信息,同時它還具有操作方法便捷、簡單、易上手的特點(diǎn),并且維修、作業(yè)的成本較低。無人機(jī)航空攝影測量主要具有以下缺點(diǎn):無人機(jī)的飛行狀態(tài)有時會很不穩(wěn)定,常會出現(xiàn)風(fēng)向、風(fēng)力大小影響飛行角度過大或過小、偏離航線等情況,造成拍攝成像清晰度不高導(dǎo)致拍攝質(zhì)量降低的狀況。這為相關(guān)工作者開展后續(xù)工作帶來了一定的難度,同時由于無人機(jī)的續(xù)航能力較差,在空中進(jìn)行攝影測量時,一次性覆蓋門面較少,不適合大范圍的航空攝影測量。
在對地質(zhì)地形進(jìn)行測繪時,無人機(jī)航空攝影測量技術(shù)是一項十分重要的測繪技術(shù)。它可以將GPS定位系統(tǒng)中的導(dǎo)航信息與無人機(jī)航空拍攝的影像資料充分融合,從而獲取對測繪范圍內(nèi)地質(zhì)地形的數(shù)據(jù)。使用無人機(jī)航空攝影測量技術(shù),能夠?qū)Φ刭|(zhì)地形測繪的數(shù)據(jù)進(jìn)行直接的記錄與保存。無人機(jī)對地形進(jìn)行航空測量時一般將相片的控制點(diǎn)選在較為明顯的地區(qū)來獲得更加理想的數(shù)據(jù)。空中三角測量是使用無人機(jī)航空攝影技術(shù)對地形進(jìn)行測繪的一項十分重要的內(nèi)容,它的主要原理就是利用無人機(jī)對所測地區(qū)的地形地貌進(jìn)行測量,收集其中的有效信息。在整個地形測繪的過程中,系統(tǒng)能夠根據(jù)所測地區(qū)的實際情況,對測量儀器進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整,但是在進(jìn)行對地形的三角測量之前,也需要人工對測量參數(shù)進(jìn)行調(diào)整,保證不同連接點(diǎn)更加符合地形測繪工程的需要。
(1)工程實例分析。本項目位于我國黑龍江省東北部的大興安嶺中低海拔地區(qū)的一個狹長地帶,它大致呈東北-西南走向,高程為10~2030之間,平均海拔為718m。本次主要對大興安嶺地區(qū)進(jìn)行1:2000的基礎(chǔ)地質(zhì)地形測繪,總面積約4.6萬平方公里。鑒于大興安嶺地區(qū)地質(zhì)地形的特殊性與復(fù)雜性,采用常規(guī)的測量手段易導(dǎo)致施測難度大,作業(yè)效率低等問題的出現(xiàn)。而采用無人機(jī)航空攝影測量具有時效性強(qiáng)、受限范圍小、適應(yīng)能力廣等特點(diǎn),能夠有效解決大興安嶺地區(qū)地質(zhì)地形測量的不足。
(2)無人機(jī)航空攝影測量分析。在測量過程前做準(zhǔn)備工作時,需對無人機(jī)攝影工作流程進(jìn)行明確說明,做好空中三維測量的準(zhǔn)備工作。在空中進(jìn)行三維測量的過程中,應(yīng)采取相關(guān)的系統(tǒng)軟件來進(jìn)行空間三維計算。在軟件應(yīng)用的過程中應(yīng)做好以下幾項工作來確保空間三維測量的順利開展:①將無人機(jī)航空攝影的數(shù)據(jù)格式調(diào)為jpg格式,認(rèn)真核對相機(jī)的相關(guān)設(shè)置。這其中包括焦距的調(diào)節(jié)、主坐標(biāo)點(diǎn)的調(diào)試、成像大小的調(diào)整等,同時還需對無人機(jī)的飛行航線有個合理的設(shè)定。②矯正差值。無人機(jī)在進(jìn)行航空攝影測量時,會受到風(fēng)力、風(fēng)速的影響,導(dǎo)致飛行角度忽大忽小,這樣會對測量的結(jié)果起到一定程度上的影響。相關(guān)工作人員應(yīng)采用畸變程序?qū)Υ思右猿C正,使最終得到的圖像是攝影主點(diǎn)沒有進(jìn)行偏移的圖像。③對測區(qū)高層文件進(jìn)行建構(gòu)。這就需要對之前經(jīng)過矯正差值的得到的圖像進(jìn)行引入,然后采用相關(guān)參數(shù)數(shù)據(jù),確立初始航帶偏移量,通過自動相對定向,除去其中誤差較大的相點(diǎn),最終根據(jù)連接點(diǎn)的互交編輯作業(yè)來獲得相應(yīng)的結(jié)果。④取得成果。在自動向定過程中,需要確保定向點(diǎn)在所呈影像上的數(shù)量要大于900個,同時還需保證他們布局的合理性,最后通過相應(yīng)軟件對無人機(jī)航空攝影測量區(qū)域進(jìn)行接邊合并并對文件進(jìn)行輸出工作,通過進(jìn)一步的加密來對文檔進(jìn)行較好的儲存。
(3)對數(shù)字線劃圖進(jìn)行思考分析并獲取最終影像資料。在對于數(shù)字線劃圖的處理過程中需要用到AtuoCAD2006的CASS大比例尺版編輯軟件對所得數(shù)據(jù)進(jìn)行編輯,在此過程中有關(guān)工作人員需要加強(qiáng)職業(yè)素質(zhì)和技能,按規(guī)章制度去進(jìn)行操作,使誤差處于可控范圍內(nèi),得到最終所需要的影像資料。這就需要將之前加密過的數(shù)據(jù)影像導(dǎo)入到程序中去,讓系統(tǒng)通過自行辨別、自動分配最終生成DSM,再對DSM進(jìn)行程序處理轉(zhuǎn)為DEM格式,并對最終所需的DEM進(jìn)行制作,形成有效影像。
綜上所述,無人機(jī)航空攝影技術(shù)能夠很好地應(yīng)用于帶狀地形圖的測量之中,對帶狀地形數(shù)據(jù)信息的獲取起著重要的作用。它具有時效性好、性價比高,受限范圍小,簡單、便捷、易操作等優(yōu)勢。但無人機(jī)航空攝影測量在帶狀地形圖測量應(yīng)用中仍存在著一些問題亟待解決,這就需要不斷加強(qiáng)相關(guān)技術(shù)的研發(fā)力度,促進(jìn)無人機(jī)航空攝影測量技術(shù)在對帶狀地形圖的測量上獲得更大的發(fā)展空間。