郭敬

摘要：無人機(jī)航測(cè)技術(shù)是一種新型的航空影像測(cè)量技術(shù)，是對(duì)傳統(tǒng)航測(cè)技術(shù)的一種有效補(bǔ)充，其特點(diǎn)在于作業(yè)的過程中成本不高，而且速度較快、靈活機(jī)動(dòng)。在一些飛行困難或者小區(qū)域當(dāng)中進(jìn)行高分辨率影像獲得的過程中優(yōu)勢(shì)非常明顯，伴隨當(dāng)前無人機(jī)技術(shù)發(fā)展速度進(jìn)一步加快，通過無人機(jī)機(jī)載數(shù)碼相機(jī)進(jìn)行拍攝測(cè)量。有機(jī)的結(jié)合數(shù)碼相機(jī)成像技術(shù)以及無人機(jī)技術(shù)這樣，可以在數(shù)字化地形測(cè)量的過程中開拓出一個(gè)新的方向，具有非常廣闊的應(yīng)用前景。

Abstract： UAV aerial survey technology is a new type of aerial image measurement technology. It is an effective supplement to traditional aerial survey technology. It is characterized by low cost in the process of operation， and its speed is fast and flexible. In the process of obtaining high-resolution images in some difficult or small areas， the advantage is very obvious. With the development of the current UAV technology， the speed is further accelerated， and the UAV airborne digital camera is used for shooting and measurement. The combination of digital camera imaging technology and drone technology can open up a new direction in the process of digital topographic measurement and has a very broad application prospect.

關(guān)鍵詞：無人機(jī);地形測(cè)量;航測(cè)技術(shù);攝影測(cè)量;圖像清晰度;應(yīng)用

Key words： drone;topographic survey;aerial survey technology;photogrammetry;image sharpness;application

中圖分類號(hào)：P228.4;V279+.2 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1006-4311（2019）23-0222-02

1 ?無人機(jī)航測(cè)系統(tǒng)的概述

在美國無人機(jī)技術(shù)最早用于進(jìn)行軍事用途，而當(dāng)前中國在研究無人機(jī)方面獲得了快速的發(fā)展，無人機(jī)航測(cè)系統(tǒng)主要是與先進(jìn)的通信技術(shù)、無人機(jī)技術(shù)等相關(guān)技術(shù)相結(jié)合。在拍攝的過程中提取相關(guān)的信息，接著實(shí)時(shí)進(jìn)行處理和分析，在進(jìn)行實(shí)際運(yùn)行操作的過程中需要以測(cè)量的環(huán)境以及地質(zhì)要求相結(jié)合，合理的調(diào)整軟件系統(tǒng)。通過無人機(jī)進(jìn)行地形的測(cè)量，能夠讓測(cè)量過程中的準(zhǔn)確性大幅度提高，并且讓測(cè)量的時(shí)間大大縮短，提高測(cè)量過程中的工作效率，是一種較為先進(jìn)的技術(shù)，然而當(dāng)前無人機(jī)航測(cè)技術(shù)依然出現(xiàn)了很多問題，比如說所拍攝的圖像不夠清晰等問題，這些問題都較為常見，所以在研究無人機(jī)航測(cè)技術(shù)的過程中，還需要進(jìn)一步的分析地形地勢(shì)以及相關(guān)的測(cè)量要求，根據(jù)這些要求和技術(shù)細(xì)節(jié)合理的選擇測(cè)量儀器設(shè)備，通過相關(guān)的措施不斷的對(duì)測(cè)量的過程進(jìn)行完善，對(duì)相關(guān)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)和分析，讓無人機(jī)航測(cè)技術(shù)水平提高。

2 ?無人機(jī)航空攝影測(cè)量的特點(diǎn)

2.1 周期短、靈活度高

無人機(jī)在使用的過程中，其一大特點(diǎn)在于在飛行器飛行的過程中，不需要人員在內(nèi)部進(jìn)行操控，在控制的過程中主要是用無線的方式進(jìn)行操控。在出現(xiàn)緊急任務(wù)的時(shí)候，可以隨時(shí)對(duì)任務(wù)進(jìn)行執(zhí)行，廣泛的監(jiān)測(cè)相關(guān)區(qū)域并且形成準(zhǔn)確清晰的圖像數(shù)據(jù)。在此過程中單個(gè)無人機(jī)每周可以對(duì)1200平方公里的范圍進(jìn)行檢測(cè)，與此同時(shí)無人機(jī)可以及時(shí)的總結(jié)處理檢測(cè)到的信息資源，并且將相關(guān)的信息項(xiàng)管理基地當(dāng)中進(jìn)行傳送，讓工作人員的時(shí)間減少。與此同時(shí)和載人飛機(jī)相比無人機(jī)在起飛的過程中不會(huì)受到外界較大的影響，而且起飛時(shí)間短，在任務(wù)執(zhí)行的過程中，需要考慮的外界干擾因素較小，在產(chǎn)生突發(fā)事件的過程中也能夠高效的將任務(wù)完成。由于客觀條件的影響，只需要進(jìn)行飛行注冊(cè)，讓項(xiàng)目周期縮短，與此同時(shí)在起降的過程中對(duì)場(chǎng)地的要求也相對(duì)較少，操作非常靈活，在天氣適宜的條件下，隨時(shí)可以待命起飛執(zhí)行任務(wù)。

2.2 分辨率高、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確

無人機(jī)可以搭載具有高分辨率的數(shù)字成像設(shè)備，通過低空飛行的方式采集相關(guān)的圖像數(shù)據(jù)，采集到的圖像數(shù)據(jù)具有較高的分辨率，圖像分辨率通常條件下可以達(dá)到0.2米到0.5米，可以清晰的看到所測(cè)范圍內(nèi)的地形，在國內(nèi)外這種分辨率的圖像都具有非常大的優(yōu)勢(shì)，通過實(shí)驗(yàn)分析發(fā)現(xiàn)無人機(jī)在測(cè)繪的過程中獲得的成果可以符合1：1000國家航空攝像測(cè)量的具體要求，與此同時(shí)無人機(jī)航測(cè)系統(tǒng)無論是小面積、低空間的地形還是大范圍、高空間的地形都可以進(jìn)行有效的檢測(cè)，與此同時(shí)可以通過多架無人機(jī)共同進(jìn)行監(jiān)測(cè)，這樣可以讓監(jiān)測(cè)過程中的效率提高。

2.3 飛行航線固定、成本低

無人機(jī)在飛行的過程中可以利用人工方式來進(jìn)行數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)，在任務(wù)執(zhí)行的過程中具有較為準(zhǔn)確的角度、高度及飛行姿態(tài)。在地形測(cè)量方式的過程中優(yōu)勢(shì)非常明顯，尤其對(duì)于一些容易改變的環(huán)境而言，可以實(shí)時(shí)的獲得較好的監(jiān)測(cè)效果。與此同時(shí)，無人機(jī)在運(yùn)行的過程中不需要投入大量人力、物力進(jìn)行保養(yǎng)和管理，在運(yùn)行管理的過程中操作較為簡單，而且運(yùn)行成本較低，可以將無人機(jī)的作用充分發(fā)揮出來。與此同時(shí)，無人機(jī)在檢測(cè)的時(shí)候可以獲得相對(duì)較為準(zhǔn)確的圖像，通常條件下使用低空方式進(jìn)行飛行，我國一般不對(duì)1000米以下的低空區(qū)域進(jìn)行管制，這樣在操作的過程中可以減少項(xiàng)目的操作流程、節(jié)約成本。

3 ?無人機(jī)航測(cè)地形測(cè)量的方法

3.1 像控點(diǎn)布設(shè)與相機(jī)檢校

相片控制點(diǎn)指的主要是為了進(jìn)行攝像測(cè)量而形成的控制點(diǎn)，在測(cè)圖的過程中依照實(shí)地進(jìn)行布設(shè)，依照當(dāng)前的試驗(yàn)結(jié)果通過區(qū)域網(wǎng)的方式進(jìn)行布點(diǎn)，在航線方面形成兩條航線，平高點(diǎn)布設(shè)基線設(shè)置為12條。各個(gè)航線進(jìn)行高程控制點(diǎn)的布設(shè)，在布設(shè)的過程中設(shè)置6條基線。

在進(jìn)行測(cè)量的過程中一定要保證像控點(diǎn)各個(gè)目標(biāo)影像清晰，方便進(jìn)行立體測(cè)量和判斷，在布設(shè)完像控點(diǎn)之后，需要通過相機(jī)全面的對(duì)其進(jìn)行校驗(yàn)，以便讓攝像的清晰度提高，保證相機(jī)在航測(cè)過程中的工作效率。

3.2 航空攝影

3.2.1 航線設(shè)計(jì)

需要對(duì)測(cè)區(qū)的地理環(huán)境進(jìn)行分析，查找測(cè)試當(dāng)中的高層建筑、水面以及一些軍事設(shè)施，并且對(duì)測(cè)區(qū)當(dāng)中的大小形狀進(jìn)行判斷，合理的進(jìn)行航拍飛行規(guī)劃以及準(zhǔn)備工作，對(duì)風(fēng)向大小、云系高度以及光照強(qiáng)度等相關(guān)參數(shù)進(jìn)行判斷，并且與相機(jī)的焦距分辨率的要求和相互的參數(shù)相結(jié)合，與此同時(shí)還需要依照飛行過程中的海拔等因素對(duì)飛行航線進(jìn)行計(jì)算。

航線依照從東向西的順序進(jìn)行直線飛行，在特定條件下可以依照地形的走向、河流或者南北走向進(jìn)行飛行，在飛行的過程中一定要保證航線的穩(wěn)定。

3.2.2 航測(cè)

在航測(cè)規(guī)定的時(shí)間段內(nèi)選擇一些云霧相對(duì)較少、空氣相較好的時(shí)間段進(jìn)航測(cè)，依照地形條件的區(qū)別合理的進(jìn)行攝影時(shí)間的選擇。

3.3 高精度加密計(jì)算

無人機(jī)在進(jìn)行航測(cè)的過程中可以對(duì)相關(guān)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和收集，可以通過相關(guān)的軟件校正數(shù)碼照片，這種圖片在進(jìn)行校正后，能夠讓坐標(biāo)殘差絕對(duì)值保持為零，在實(shí)際測(cè)量的過程中可以獲得非常好的效果，另外還需要形成完善的測(cè)量區(qū)域，以便更好地依照要求處理相關(guān)的信息數(shù)據(jù)。在內(nèi)定向的過程中可以通過邊框來進(jìn)行自動(dòng)處理，對(duì)限差進(jìn)行確認(rèn)保證達(dá)到要求，最后進(jìn)行數(shù)據(jù)的輸出。在操作的過程中，可以通過相關(guān)算法利用自檢校的平差方式將大氣折光、地球曲率等一系列干擾因素消除，進(jìn)而讓保證數(shù)據(jù)的正確性。

3.4 內(nèi)業(yè)測(cè)圖和外業(yè)測(cè)繪

在內(nèi)業(yè)測(cè)圖的過程中，需要關(guān)注的問題很多，在操作的過程中主要是依照像控點(diǎn)數(shù)據(jù)通過空中三角測(cè)量方式對(duì)測(cè)圖過程中產(chǎn)生的高程、平面坐標(biāo)及控制量進(jìn)行準(zhǔn)確的分析和計(jì)算，如果在操作的過程中發(fā)現(xiàn)某些地方在測(cè)量的時(shí)候明顯與實(shí)際情況不吻合，還需要利用無人機(jī)航測(cè)技術(shù)進(jìn)行補(bǔ)測(cè)。對(duì)于航測(cè)過程中出現(xiàn)的一些果園覆蓋區(qū)或者荒地，需要依照植被的高度完善數(shù)據(jù)，并且修正繪圖過程中出現(xiàn)的錯(cuò)誤數(shù)據(jù)，只有這樣才能保證測(cè)圖的準(zhǔn)確性，尤其需要注意對(duì)一些電纜、電力線等獨(dú)立物體的處理?？偠灾?，在實(shí)際操作的過程中需要進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量，最后通過相關(guān)軟件對(duì)獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，形成完整的格式地圖。

在進(jìn)行外業(yè)測(cè)繪的過程中，工作難度較大，往往需要在實(shí)際打印好的地圖上進(jìn)行操作，并且在操作的過程中需要依照國家的相關(guān)要求和規(guī)定，積極調(diào)整測(cè)量的結(jié)果，只有如此才能確保測(cè)量過程中的準(zhǔn)確性。

4 ?結(jié)束語

總而言之，無人機(jī)航測(cè)技術(shù)具有使用成本低、測(cè)量精度高、操作簡單易學(xué)等諸多優(yōu)勢(shì)，在我國測(cè)量領(lǐng)域扮演著非常重要的角色，所以在以后無人機(jī)航測(cè)技術(shù)發(fā)展的過程中一定要加強(qiáng)研究，并且積極相關(guān)部門結(jié)合，獲得詳細(xì)的測(cè)量數(shù)據(jù)，為我國測(cè)量行業(yè)的快速發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

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