韓小虎 范學(xué)振

摘? ? 要：目前在各類測(cè)繪過(guò)程測(cè)量工作中對(duì)低空無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)的運(yùn)用非常廣泛，它合理運(yùn)用到了無(wú)人機(jī)的高靈活性、高效率性于高分辨率等等多種優(yōu)勢(shì)性能，專門用于高精度信息數(shù)據(jù)采集與處理。本文就以測(cè)繪工程測(cè)量中低空無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)的基本理論為開題，全面分析了它的技術(shù)應(yīng)用特征與系統(tǒng)構(gòu)成，并對(duì)它在礦區(qū)測(cè)繪工程中的測(cè)量技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)與精度計(jì)算過(guò)程進(jìn)行分析，凸顯低空無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)的巨大專業(yè)化優(yōu)勢(shì)。

關(guān)鍵詞：低空無(wú)人機(jī)遙感技術(shù);測(cè)繪工程測(cè)量;技術(shù)應(yīng)用;精度計(jì)算

1? 引言

低空無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)可應(yīng)用于多個(gè)復(fù)雜地形區(qū)域，實(shí)施某些高難度的測(cè)繪工程測(cè)量作業(yè)，該技術(shù)的首要應(yīng)用優(yōu)勢(shì)就是提高測(cè)繪作業(yè)安全操作指數(shù)，同時(shí)最大限度降低測(cè)繪作業(yè)操作成本，同時(shí)相比于人工測(cè)繪在測(cè)繪精度上也具有較大優(yōu)勢(shì)。

2? 低空無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)的基本技術(shù)應(yīng)用理論分析

低空無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)具有相對(duì)較為明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì)特征與相對(duì)復(fù)雜但全面的系統(tǒng)構(gòu)成，下文將結(jié)合這兩點(diǎn)展開分析。

2.1? 低空無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)的測(cè)繪技術(shù)優(yōu)勢(shì)

相比于傳統(tǒng)人工測(cè)繪作業(yè)，低空無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)在測(cè)繪作業(yè)方面占有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，首先它就具備機(jī)動(dòng)靈活、高分辨率與高效率三大技術(shù)優(yōu)勢(shì)特征，這三大技術(shù)優(yōu)勢(shì)特征確保了其作業(yè)中所采集數(shù)據(jù)的高敏感度與高處理效率。以礦區(qū)中所存在的某些應(yīng)急測(cè)繪項(xiàng)目為例，低空無(wú)人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)就發(fā)揮了巨大的技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，因?yàn)樗軌蛟谙鄬?duì)起降困難的場(chǎng)地環(huán)境中取代直升機(jī)實(shí)施低空范圍的遙感測(cè)繪，例如在低洼湖泊、低谷、低海拔海洋、高山山麓等區(qū)域通過(guò)遙感測(cè)繪采集大量高清影像資料，其最高分辨率可可達(dá)到0.1m左右。另外在數(shù)據(jù)處理速度方面它也遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于目前比較流行的GPS和GIS技術(shù)，能夠達(dá)到單機(jī)攝影覆蓋面積200㎡以上，這就相比于常規(guī)人工測(cè)繪技術(shù)提高了超過(guò)40倍。再者，低空無(wú)人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)還提供圖像測(cè)繪編輯與加密處理等豐富功能內(nèi)容，這些輔助技術(shù)都有效控制了礦區(qū)工程測(cè)繪作業(yè)成本。

2.2? 低空無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)的測(cè)繪系統(tǒng)構(gòu)成

低空無(wú)人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)在系統(tǒng)構(gòu)成方面相對(duì)簡(jiǎn)單，大體上可拆分為兩大結(jié)構(gòu)體系，即遙感信息采集系統(tǒng)和遙感信息處理系統(tǒng)。在遙感信息采集系統(tǒng)中涵蓋了該技術(shù)的核心部分，例如遙感平臺(tái)、飛行控制系統(tǒng)和地面監(jiān)控系統(tǒng)，三大平臺(tái)系統(tǒng)恰好構(gòu)成了該技術(shù)的重要核心中軸線。這其中的低空無(wú)人機(jī)遙感平臺(tái)專門負(fù)責(zé)遙控?zé)o人機(jī)進(jìn)行信息采集和測(cè)繪相關(guān)工作，而飛行控制系統(tǒng)本體中也涵蓋了經(jīng)典的GPS定位器、陀螺儀以及加速器等等作業(yè)中核心設(shè)備，它們專門負(fù)責(zé)控制無(wú)人機(jī)的飛行高度、飛行速度與飛行位置，為數(shù)據(jù)精確采集提供主觀條件。而地面方面主要通過(guò)地面監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行無(wú)人機(jī)遙控操作，作為整個(gè)技術(shù)系統(tǒng)的中樞部分，它全面負(fù)責(zé)所有飛行參數(shù)的監(jiān)控與航線調(diào)整，確保無(wú)人機(jī)始終處于正確的航線上，以間接提高無(wú)人機(jī)的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)控精度。另外，低空無(wú)人機(jī)是能夠在天線接受設(shè)備的配合下深入到某些危險(xiǎn)區(qū)域如海洋、高山山谷等等采集發(fā)送信息的，而GPS定位器與陀螺儀則確保無(wú)人機(jī)系統(tǒng)全程運(yùn)行安全。

在遙感信息處理系統(tǒng)中包含了最重要的遙感影像處理技術(shù)，它還配合空中三角測(cè)量技術(shù)與全數(shù)字立體測(cè)量技術(shù)立體觀測(cè)并構(gòu)建數(shù)字高程DEM模型，同時(shí)提取、編輯重要數(shù)據(jù)信息，為地面后方監(jiān)控平臺(tái)生成具有高比例、高精度的正射地圖影像，該影像可主要應(yīng)用于后期測(cè)繪與編輯等等功能。

除上述系統(tǒng)構(gòu)成內(nèi)容以外，低空無(wú)人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)系統(tǒng)中還有像片控制網(wǎng)、模型創(chuàng)建平臺(tái)以及立體測(cè)圖等等技術(shù)功能應(yīng)用模塊[1]。

3? 低空無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)的基本技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)與測(cè)量結(jié)果精度計(jì)算

低空無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)在礦區(qū)礦山測(cè)繪方面具有較高的技術(shù)應(yīng)用水平與優(yōu)越性，它能夠?qū)⒛承┨厥饣蛭ｋU(xiǎn)地形的幾何測(cè)繪數(shù)據(jù)整合起來(lái)并加以測(cè)量，再配合地方環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集礦山測(cè)繪內(nèi)容進(jìn)行深度分析。一般情況下，低空無(wú)人機(jī)測(cè)繪技術(shù)針對(duì)礦山中地形成圖比例一般設(shè)置在1：2000范圍內(nèi)，且其測(cè)繪過(guò)程中對(duì)地物精度的整體要求不高，這體現(xiàn)出了它較好的技術(shù)應(yīng)用適應(yīng)性。

3.1? 低空無(wú)人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)在礦區(qū)的測(cè)繪技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)

在礦區(qū)展開低空無(wú)人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)作業(yè)，它首先應(yīng)該確立各個(gè)測(cè)點(diǎn)的高程坐標(biāo)，將DLG平面與DLG高程兩項(xiàng)內(nèi)容融合起來(lái)，明確并限制二者的測(cè)繪誤差，例如它的加密點(diǎn)與地物點(diǎn)誤差基本要控制在1.0m和1.5m范圍內(nèi)，DLG的高程誤差則要控制在1.20m（高程注記點(diǎn)）和0.80m（加密點(diǎn)）范圍內(nèi)。以下主要介紹低空無(wú)人機(jī)搖桿測(cè)繪技術(shù)的幾點(diǎn)重要技術(shù)應(yīng)用。

其一，前期準(zhǔn)備數(shù)據(jù)并結(jié)合航空示意圖對(duì)待測(cè)繪區(qū)域進(jìn)行分析，將模擬測(cè)繪影像與連接模型二者聯(lián)系起來(lái)，并存放于系統(tǒng)影像文件夾中備用。

其二，在測(cè)繪作業(yè)中就為工程項(xiàng)目自動(dòng)定向定位。例如可結(jié)合相片相框與相機(jī)參數(shù)恢復(fù)測(cè)繪影相對(duì)位置，并定向建立相對(duì)坐標(biāo)系，再構(gòu)建一套三角測(cè)量軟件，將相片相框坐標(biāo)內(nèi)容導(dǎo)入到攝像機(jī)中，并明確所有影像的待定參數(shù)，例如新坐標(biāo)。

其三，在測(cè)繪過(guò)程中自動(dòng)提取連接點(diǎn)，利用空三角測(cè)量軟件中的自動(dòng)轉(zhuǎn)點(diǎn)功能再結(jié)合相鄰兩張拍攝影像的框標(biāo)坐標(biāo)明確數(shù)據(jù)同點(diǎn)名選取位置，生成一系列的影像連接位置，最后執(zhí)行自動(dòng)轉(zhuǎn)點(diǎn)技術(shù)操作。

其四，對(duì)自動(dòng)轉(zhuǎn)點(diǎn)操作中所涉及到的大量連接點(diǎn)進(jìn)行交互編輯。該流程中主要結(jié)合測(cè)繪指定區(qū)域中的所有影像點(diǎn)進(jìn)行GPS進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，同時(shí)輸入坐標(biāo)數(shù)據(jù)，認(rèn)真查看視圖影像連接點(diǎn)的具體位置及位置分布狀況，通過(guò)人工編輯添加點(diǎn)，再配合patb初次平差進(jìn)行計(jì)算，率先解決測(cè)繪工程測(cè)量中所有連接點(diǎn)的精度問題。隨后明確影響局部的連接點(diǎn)位置，實(shí)施航帶間的連接點(diǎn)優(yōu)化管理，同步實(shí)施平差解算。該過(guò)程主要是希望通過(guò)平差解算解決某些所存在的爭(zhēng)議點(diǎn)問題，最終消除所有爭(zhēng)議點(diǎn)信息，進(jìn)一步確保低空無(wú)人機(jī)遙感測(cè)繪過(guò)程的測(cè)點(diǎn)高精度。

其五，要在無(wú)人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)中應(yīng)用到空三預(yù)覽與加密功能，該操作流程的目的是消除已存在的多余連接點(diǎn)，配合低空無(wú)人機(jī)實(shí)施低空三角測(cè)量，并設(shè)置測(cè)量工程權(quán)值與影響分辨率接近值。主要還是要通過(guò)path來(lái)實(shí)現(xiàn)空三加密計(jì)算過(guò)程。

其六，在測(cè)量結(jié)束后輸出空三結(jié)果，利用三角測(cè)量軟件對(duì)空三加密結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析，導(dǎo)出文件，制作生成DEM、DOM文件，同時(shí)確保數(shù)字化測(cè)圖及成果優(yōu)化調(diào)整[2]。

3.2? 低空無(wú)人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)在礦區(qū)的測(cè)繪成果精度計(jì)算應(yīng)用要點(diǎn)

考慮到針對(duì)礦區(qū)的低空無(wú)人機(jī)遙感測(cè)繪技術(shù)在成果精度計(jì)算方面要同時(shí)利用到理論精度分析與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)精度分析，因此還要采用patb軟件完成這兩項(xiàng)計(jì)算技術(shù)內(nèi)容。首先在所收集數(shù)據(jù)文件夾查看其測(cè)量數(shù)據(jù)成果解算精度，再對(duì)其點(diǎn)坐標(biāo)殘差與控制點(diǎn)坐標(biāo)殘差進(jìn)行分析，最后進(jìn)行測(cè)量點(diǎn)坐標(biāo)加密處理。比如說(shuō)，可首先利用殘差坐標(biāo)像點(diǎn)數(shù)據(jù)記錄記錄像點(diǎn)殘差數(shù)據(jù)，保證其像點(diǎn)精度大體控制在0.01m范圍內(nèi)，同時(shí)觀察坐標(biāo)殘差像點(diǎn)是否已經(jīng)超過(guò)了3倍中誤差值，如果超過(guò)3倍中誤差值要進(jìn)行粗差點(diǎn)處理，并設(shè)置組號(hào)將點(diǎn)中誤差控制在1/2像素范圍內(nèi)，提高連接點(diǎn)的基本精度要求[3]。

4? 總結(jié)

測(cè)繪工程測(cè)量中采用低空無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)具有它一定的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，因?yàn)樵摷夹g(shù)運(yùn)用到了大量軟硬件平臺(tái)技術(shù)內(nèi)容，可配合無(wú)人飛行系統(tǒng)、GPS、各類3D測(cè)繪產(chǎn)品全面提高工程測(cè)繪精度，滿足測(cè)繪數(shù)據(jù)高精度需求，全面凸顯它相當(dāng)優(yōu)越的功能特性。

參考文獻(xiàn)：

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