劉燕芳

【摘 要】低空無人機(jī)主要應(yīng)用于測繪領(lǐng)域，是一種使用便捷、控制靈活的遙感測繪新技術(shù)。文章首先對低空無人機(jī)遙感測繪技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域及特點(diǎn)進(jìn)行分析，進(jìn)而總結(jié)幾點(diǎn)低空無人機(jī)在遙感測繪中的質(zhì)量控制措施，使其加快測繪精度的提升，滿足各行業(yè)的實(shí)際應(yīng)用需求。

【關(guān)鍵詞】低空無人機(jī);遙感測繪技術(shù);質(zhì)量控制

中圖分類號(hào)： P237 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2019）06-0090-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.06.033

0 前言

低空無人機(jī)技術(shù)是目前較為成熟的遙感測繪技術(shù)手段，具有機(jī)動(dòng)性強(qiáng)、處理速度快、分辨率高等特點(diǎn)。隨著低空無人機(jī)遙感測繪技術(shù)的發(fā)展，目前該技術(shù)已經(jīng)在國內(nèi)外實(shí)際生產(chǎn)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，突破了傳統(tǒng)測繪技術(shù)的局限性。但是在其應(yīng)用過程中，也需要對技術(shù)質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格控制，否則容易出現(xiàn)精度不符合要求的問題。

1 低空無人機(jī)遙感測繪技術(shù)的應(yīng)用及特點(diǎn)

1.1 低空無人機(jī)遙感測繪技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域

雖然低空無人機(jī)在實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域的投入時(shí)間尚短，但是已經(jīng)形成了較為完善的技術(shù)研究體系。將低空無人機(jī)與現(xiàn)代遙感技術(shù)相結(jié)合，可以對航空遙感監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)充，有效拓寬其實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域的范疇。相比于傳統(tǒng)的飛機(jī)航測技術(shù)，低空無人機(jī)在遙感測繪中更具有優(yōu)勢，能夠較快的獲得高分辨率影像，完成遙感測繪任務(wù)。在信息化技術(shù)的快速發(fā)展下，目前遙感測繪技術(shù)與數(shù)字化技術(shù)的結(jié)合，使其功能性能得到進(jìn)一步突破。低空無人機(jī)測繪技術(shù)實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)技術(shù)在大面積測量中只能得到1：5000～1：25000比例尺的技術(shù)性突破，可以得到1：500～1：2000的高清測繪影像，如圖1所示。而且低空無人機(jī)也不會(huì)受到大型飛機(jī)航測過程中氣候條件、地理?xiàng)l件等方面的影響。由于具有這些方面的應(yīng)用優(yōu)勢，目前低空無人機(jī)已經(jīng)得到了較為廣泛的應(yīng)用。從國際上的應(yīng)用情況來看，“全球鷹”搭載SAR系統(tǒng)進(jìn)行遙感測繪，也有搭載精度更高的POS系統(tǒng)。但是POS系統(tǒng)無人機(jī)造價(jià)較高，目前國內(nèi)應(yīng)用較少。我國自主研發(fā)的無人機(jī)系統(tǒng)有UAVRS-10B、5DMARKII等，在區(qū)域測繪、應(yīng)急保障等方面的應(yīng)用，都取得了較好的效果[1]。

1.2 低空無人機(jī)遙感測繪技術(shù)的應(yīng)用特點(diǎn)

從目前低空無人機(jī)遙感測繪技術(shù)的應(yīng)用情況來看，主要具備以下幾方面特點(diǎn)：（1）機(jī)動(dòng)靈活，任務(wù)完成效率高，低空無人機(jī)在執(zhí)行任務(wù)的過程中，不需要人工駕駛，受外界環(huán)境因素的制約較小。特別適用于突發(fā)性應(yīng)急事件的任務(wù)執(zhí)行。低空無人機(jī)可以在短時(shí)間內(nèi)完成高清晰圖像的采集工作，比如發(fā)生山地滑坡、地震災(zāi)害等，其他遙感測繪技術(shù)難以實(shí)施，低空無人機(jī)則不會(huì)受到影響，可以隨時(shí)完成設(shè)備的起降和航測工作;（2）分辨率高，在低空領(lǐng)域作業(yè)。高分辨率已經(jīng)成為低空無人機(jī)的主要特點(diǎn)，也正因?yàn)榫邆溥@一特點(diǎn)，使其能夠勝任區(qū)域測繪和目標(biāo)定位等工作任務(wù)。而且由于在低空飛行，不會(huì)受云層遮蔽，能夠從多角度進(jìn)行拍攝。其飛行高度一般在50～100m左右，測繪精度可控制在0.1～0.5m左右;（3）數(shù)字化分析處理。低空無人機(jī)配置有實(shí)時(shí)通訊系統(tǒng)，與地面操控中心連接，可在任務(wù)執(zhí)行過程中實(shí)時(shí)發(fā)送圖像數(shù)據(jù)，并由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)完成相關(guān)分析工作，數(shù)據(jù)利用效率較高;（4）建設(shè)周期短，使用成本低。低空無人機(jī)設(shè)備的使用，不需要建設(shè)專用起降場地，也不需要培養(yǎng)專業(yè)駕駛?cè)藛T，相比于傳統(tǒng)航測技術(shù)，可大大縮短建設(shè)周期。而且使用成本也較低，具有多方面的應(yīng)用優(yōu)勢[2]。

2 低空無人機(jī)遙感測繪技術(shù)的質(zhì)量控制措施

2.1 航線規(guī)劃質(zhì)量控制

為了充分發(fā)揮低空無人機(jī)遙感測繪技術(shù)的優(yōu)勢，在其使用過程中，首先要對其系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)及功能充分了解，并做好相應(yīng)的技術(shù)質(zhì)量控制工作。低空無人機(jī)的煙感測繪系統(tǒng)主要由全數(shù)字測量系統(tǒng)、空中三角測量系統(tǒng)、遙感信息處理系統(tǒng)和遙感相片處理系統(tǒng)等部分組成。分別負(fù)責(zé)對航測圖像的采集、處理、傳輸?shù)裙ぷ鳌Ｆ渲校珨?shù)字測量系統(tǒng)包含立體觀測設(shè)備、三維鼠標(biāo)、手輪絞盤等，主要負(fù)責(zé)自動(dòng)化數(shù)字測繪產(chǎn)品的自動(dòng)加工，具有高程模型編輯、數(shù)字地形圖測繪、數(shù)字影像圖鑲嵌等功能。低空無人機(jī)組成結(jié)構(gòu)如圖2所示。在低空無人機(jī)的使用過程中，首先要做好航線規(guī)劃工作，從而確保測繪任務(wù)的順利進(jìn)行。在路線規(guī)劃過程中，需要根據(jù)測繪任務(wù)中的目標(biāo)地點(diǎn)及具體要求，規(guī)劃出最佳的任務(wù)路線，這對實(shí)際測繪精度以及測繪成本等都有影響。在具體的路線規(guī)劃過程中，首先要確定無人機(jī)航線走向，并判斷目標(biāo)區(qū)域內(nèi)是否有水源、沼澤等對無人機(jī)飛行安全有威脅的區(qū)域。另外，要合理進(jìn)行區(qū)域劃分，將地形高程控制在無人機(jī)攝影高程15%以內(nèi)?？蛇x擇攝影基面，判斷飛行高度是否合理，最大化的減小測繪誤差，提升圖像精度[3]。

2.2 航攝質(zhì)量控制

低空無人機(jī)在執(zhí)行遙感測繪的過程中，需要隨時(shí)對航攝質(zhì)量進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)分析原因，并對其飛行路線或拍攝角度等進(jìn)行調(diào)整，確保航攝質(zhì)量能夠符合任務(wù)要求。在航攝質(zhì)量的檢查過程中，需要重點(diǎn)檢查低空無人機(jī)的飛行質(zhì)量及影像質(zhì)量，若航攝質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，需要對已拍攝區(qū)域進(jìn)行重新測繪。否則局部區(qū)域航攝質(zhì)量出現(xiàn)問題，會(huì)因測量誤差，對整個(gè)測繪任務(wù)的質(zhì)量水平產(chǎn)生影響。影響低空無人機(jī)航攝質(zhì)量的因素主要包括拍攝范圍、拍攝角度、無人機(jī)航行高度和像片重疊度等。在進(jìn)行檢查和調(diào)整時(shí)，也需要判斷這些指標(biāo)是否符合標(biāo)準(zhǔn)要求。如果航攝得到的影像數(shù)據(jù)存在模糊、大面積反光、錯(cuò)誤等問題，則必須要對該區(qū)域進(jìn)行重新測繪。只有在無人機(jī)影像資料中的分辨率、清晰度、色調(diào)和層次等指標(biāo)全部滿足標(biāo)準(zhǔn)要求時(shí)，才能保證其航攝質(zhì)量，避免對后續(xù)的分析和應(yīng)用產(chǎn)生干擾。因此，航攝質(zhì)量控制也是無人機(jī)遙感測繪質(zhì)量控制中的重點(diǎn)工作，必須全面檢查各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)。

2.3 像控點(diǎn)質(zhì)量控制

低空無人機(jī)遙感測繪技術(shù)除了在常規(guī)測繪項(xiàng)目中應(yīng)用較多，在應(yīng)急救援中也有重要應(yīng)用。在此類任務(wù)中，由于測繪區(qū)域呈不規(guī)則分布，應(yīng)該對像片控制網(wǎng)進(jìn)行合理布置，結(jié)合目標(biāo)區(qū)域的特點(diǎn)，確保兩者距離在無人機(jī)性能指標(biāo)范圍內(nèi)。其中，像控點(diǎn)位置是影響控制三角測量精度的一個(gè)主要因素，需要對像控點(diǎn)進(jìn)行有效控制。一般情況下，像片控制網(wǎng)質(zhì)量控制可以從以下三個(gè)方面著手，一是對布網(wǎng)進(jìn)行控制，二是合理選擇像控點(diǎn)，三是做好像控點(diǎn)采集工作。在布網(wǎng)過程中，要審核控制網(wǎng)的布設(shè)是否合理，通過與航線區(qū)域進(jìn)行部隊(duì)，確保所有像控點(diǎn)能夠覆蓋目標(biāo)區(qū)域，并與測繪地形有較高的契合度。其次應(yīng)判斷布點(diǎn)密度是否合適，是否應(yīng)在航線兩端增加像控點(diǎn)等。重點(diǎn)檢查像控點(diǎn)位置與方位線、旁向重疊中線的距離，并對其進(jìn)行調(diào)整。像控點(diǎn)一般要選取標(biāo)志性物體，保證刺點(diǎn)清晰，并與實(shí)際標(biāo)志物位置相符。

2.4 模型及測圖質(zhì)量控制

模型創(chuàng)建是低空無人機(jī)遙感測繪信息處理的關(guān)鍵。在模型構(gòu)建工程中，要完成影像列表、連接點(diǎn)布局和提取、平差解算等工作，在模型創(chuàng)建后，還要與實(shí)際測繪圖像匹配，并生成核線影像等。除了飛行航攝任務(wù)外，模型的建立及運(yùn)算，也會(huì)對測繪產(chǎn)品精度產(chǎn)生較大影響。在與數(shù)字化技術(shù)的融合過程中，大部分運(yùn)算功能都是由系統(tǒng)自動(dòng)完成的，需要充分熟悉軟件運(yùn)行流程，合理設(shè)計(jì)各項(xiàng)參數(shù)。這對最終數(shù)字測繪產(chǎn)品的質(zhì)量和精度有直接影響，必須按照相關(guān)操作規(guī)范進(jìn)行模型使用，做好測圖質(zhì)量控制工作。對立體測圖質(zhì)量的控制則主要包括以下幾點(diǎn)，一是判斷地形要素的選取及表征是否合理，二是確保地形要素空間坐標(biāo)的準(zhǔn)確性，三是嚴(yán)格控制相鄰模型間的三維接邊精度，四是確保地理信息屬性正確。通過做好以上幾方面的控制工作，可以有效提升測繪產(chǎn)品的質(zhì)量。

3 結(jié)束語

綜上所述，低空無人機(jī)遙感測繪技術(shù)是目前較為先進(jìn)的測繪技術(shù)之一，具有多方面的應(yīng)用優(yōu)勢。通過對其應(yīng)用特點(diǎn)及技術(shù)質(zhì)量控制措施進(jìn)行研究，可以最大化的發(fā)揮低空無人機(jī)遙感測繪技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢，高質(zhì)量、高效率的完成相關(guān)測繪任務(wù)。

【參考文獻(xiàn)】

[1]向?qū)W成.低空無人機(jī)航攝遙感測繪技術(shù)在測繪領(lǐng)域的應(yīng)用分析[J].世界有色金屬，2017（11）：23-24.

[2]劉娟.低空無人機(jī)航攝遙感測繪技術(shù)在工程測量工作中的應(yīng)用及發(fā)展[J].科技資訊，2016，14（21）：37+39.

[3]王生亮.低空無人機(jī)航攝遙感測繪技術(shù)在測繪領(lǐng)域的應(yīng)用分析[J].黑龍江科技信息，2016（08）：60.