張佑林

摘? 要：無(wú)人機(jī)航攝技術(shù)在測(cè)繪領(lǐng)域具有非常重要的地位，為了提高無(wú)人機(jī)航攝影像數(shù)據(jù)獲取質(zhì)量，需要計(jì)算航攝因子、科學(xué)規(guī)劃航攝線路、計(jì)算各個(gè)區(qū)域航線參數(shù)、構(gòu)建控制網(wǎng)等，在使用無(wú)人機(jī)航攝生產(chǎn)大比例尺測(cè)圖時(shí)，需要經(jīng)歷多個(gè)環(huán)節(jié)，每個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)偏差，都會(huì)造成大比例尺地形圖質(zhì)量的降低，為此，必須要采取有效措施控制各個(gè)環(huán)節(jié)的生產(chǎn)誤差，選取適宜的天氣進(jìn)行航攝工作、采用質(zhì)量更好的無(wú)人機(jī)、提高無(wú)人機(jī)設(shè)備的硬件配置、強(qiáng)化工作人員的專業(yè)水平與實(shí)踐操作能力、采用集成軟件，減少軟件平臺(tái)轉(zhuǎn)接過(guò)程中產(chǎn)生的偏差。

關(guān)鍵詞：無(wú)人機(jī)航攝? 大比例尺? 測(cè)圖? 誤差

中圖分類號(hào)：P231? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1674-098X（2020）07（b）-0029-03

Abstract： Drone aerial photography technology has a very important position in the field of surveying and mapping. In order to improve the quality of UAV aerial photography data acquisition， it is necessary to calculate aerial photography factors， scientifically plan aerial photography routes， calculate the regional route parameters， and construct control networks. When using drone aerial photography to produce large-scale mapping， it needs to go through multiple links， and deviations in each link will cause the quality of the large-scale topographic map to be reduced. Therefore， effective measures must be taken to control the production errors of each link ， Select the appropriate weather for aerial photography， use better quality drones， improve the hardware configuration of the drone equipment， strengthen the professional level and practical operation capabilities of the staff， use integrated software to reduce the process of software platform transfer deviations.

Key Words： Drone aerial photography; Large scale; Mapping;Error

伴隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)水平的不斷發(fā)展，測(cè)繪領(lǐng)域也取得了許多技術(shù)性突破，其中無(wú)人機(jī)航攝遙感系統(tǒng)就是非常重要的一項(xiàng)技術(shù)，在測(cè)繪領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用。無(wú)人機(jī)航攝遙感技術(shù)在國(guó)土調(diào)查、緊急測(cè)繪以及復(fù)雜地形等方面測(cè)繪中發(fā)揮了重要的作用。通過(guò)無(wú)人機(jī)航攝系統(tǒng)的應(yīng)用，能夠迅速地將地面影像數(shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)系統(tǒng)中，結(jié)合專業(yè)的輔助軟件可以轉(zhuǎn)化成DOM、DEM以及DSM等諸多產(chǎn)品。無(wú)人機(jī)航攝影像具有較高的測(cè)量準(zhǔn)確度，將獲取的地面影像信息傳輸?shù)接?jì)算機(jī)平臺(tái)中，結(jié)合地面像控?cái)?shù)據(jù)可以實(shí)現(xiàn)空中三角測(cè)量、平面計(jì)算處理等功能，非常準(zhǔn)確地判定出像點(diǎn)與地物點(diǎn)的相對(duì)位置數(shù)據(jù)，利用空三測(cè)量能夠形成形象的、可直接測(cè)量尺寸的三維立體模型;無(wú)人機(jī)航攝影像利用數(shù)字微分優(yōu)化，可以實(shí)現(xiàn)高精確度、高立體分辨率、信息資源龐大的圖像資源，一般用于生成大比例地形圖的基礎(chǔ)圖。

1? 無(wú)人機(jī)航攝影像數(shù)據(jù)處理

1.1 無(wú)人機(jī)航攝影像數(shù)據(jù)獲取

在通過(guò)無(wú)人機(jī)進(jìn)行航攝工作時(shí)，為了獲得更高的影像品質(zhì)，需要圍繞具體的工程進(jìn)行合理的計(jì)算以及相應(yīng)的技術(shù)設(shè)計(jì)，從而確保整個(gè)航攝過(guò)程的穩(wěn)定與高效。為此，需要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行逐步規(guī)劃[1-2]：第一，圍繞成圖具體要求算出航攝因子，選取科學(xué)的航攝路線，并進(jìn)行相關(guān)參數(shù)的理論計(jì)算;第二，認(rèn)識(shí)到地形因素在測(cè)量過(guò)程中的重要性，明白其對(duì)影像的重疊度與品質(zhì)的影響，對(duì)測(cè)量區(qū)域進(jìn)行網(wǎng)格劃分，并精準(zhǔn)計(jì)算每個(gè)部分的航線參數(shù);第三，進(jìn)行像控點(diǎn)規(guī)劃與量取，在被測(cè)地區(qū)構(gòu)建控制網(wǎng)，通過(guò)RTK測(cè)量得到每個(gè)像控點(diǎn)的精準(zhǔn)坐標(biāo)尺寸;第四，對(duì)測(cè)量區(qū)域進(jìn)行實(shí)踐考察，并根據(jù)每個(gè)地區(qū)的特征進(jìn)行分區(qū)，采取不同的飛行架次以及升降位置。

1.2 無(wú)人機(jī)航攝影像處理

在通過(guò)無(wú)人機(jī)航攝獲取相關(guān)影像數(shù)據(jù)信息以后，需要在專業(yè)軟件幫助下進(jìn)行初步處理工作，該環(huán)節(jié)重點(diǎn)進(jìn)行影像畸變差更正、影像增強(qiáng)與匹配等基礎(chǔ)工作。無(wú)人機(jī)航攝系統(tǒng)中的攝影設(shè)備一般為分辨率高、像素好的普通數(shù)碼相機(jī)，相機(jī)性能的好壞對(duì)最終攝影效果起到關(guān)鍵性作用，所以，無(wú)人機(jī)必須要先進(jìn)行影像預(yù)處理以后再實(shí)施空三加密。通常涵蓋了影像畸變差修正、紋理強(qiáng)化工作以及相片色調(diào)優(yōu)化等[3]。

2? 影響無(wú)人機(jī)航攝生產(chǎn)大比例尺測(cè)圖誤差分析

2.1 生產(chǎn)大比例尺地圖誤差原因

現(xiàn)階段無(wú)人機(jī)航攝技術(shù)在中小比例測(cè)圖方面的應(yīng)用已經(jīng)非常成熟，但是在1：500、1：1000這種大比例測(cè)圖領(lǐng)域還需要進(jìn)一步完善，許多技術(shù)還不成熟[4]。在將無(wú)人機(jī)航攝數(shù)據(jù)資源轉(zhuǎn)化為大比例地圖時(shí)，地圖轉(zhuǎn)化的精準(zhǔn)度是衡量大比例地圖效果的唯一指標(biāo)。所以，為了更好地確定影響無(wú)人機(jī)航攝生產(chǎn)大比例地圖的誤差因素，對(duì)提高大比例地圖的精度進(jìn)行研究非常有必要。然而從無(wú)人機(jī)航攝信息到大比例地圖的生產(chǎn)，中間過(guò)程較為復(fù)雜，牽涉到的環(huán)節(jié)也是非常多。每一個(gè)航攝環(huán)節(jié)出現(xiàn)偏差，都會(huì)造成生產(chǎn)地圖質(zhì)量的降低，比如說(shuō)無(wú)人機(jī)航攝相片畸變不佳、相片水平度較差以及無(wú)人機(jī)沒(méi)有按照既定的路線飛行等，與此同時(shí)在分析影響誤差時(shí)還要意識(shí)到像控點(diǎn)測(cè)量偏差。在航拍環(huán)節(jié)結(jié)束后，需要將影像數(shù)據(jù)信息進(jìn)行專業(yè)處理，在這個(gè)環(huán)節(jié)中操作不當(dāng)、技術(shù)不完善也會(huì)導(dǎo)致大比例地圖質(zhì)量降低，比如說(shuō)影像刺點(diǎn)偏差、圖像疊加偏差、DOM轉(zhuǎn)化階段模型偏差以及模型裁剪偏差等。另外，在DLG生產(chǎn)環(huán)節(jié)中也會(huì)存在一些偏差，比如說(shuō)在進(jìn)行立體測(cè)繪階段經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)描點(diǎn)偏差等，這些偏差積累到一定程度，就會(huì)造成大比例尺地形圖整體品質(zhì)的下降[5]。所以，在通過(guò)無(wú)人機(jī)航攝進(jìn)行大比例尺測(cè)圖生產(chǎn)時(shí)，要充分重視每一個(gè)環(huán)節(jié)的偏差，盡可能降低各個(gè)環(huán)節(jié)的偏差，這對(duì)于提高大比例尺地圖的精度非常有意義。此外，也要不斷進(jìn)行大比例尺地圖生產(chǎn)技術(shù)的創(chuàng)新與發(fā)展，通過(guò)科學(xué)技術(shù)手段降低各個(gè)環(huán)節(jié)的偏差量，從而不斷改善地圖精度。

2.2 改善無(wú)人機(jī)航攝生產(chǎn)大比例尺測(cè)量質(zhì)量的措施

通常情況下用于航攝的無(wú)人機(jī)質(zhì)量不大，并主要以低空飛行為主，對(duì)飛行的姿態(tài)控制不到位，在飛行過(guò)程中極易受到氣流的影響造成無(wú)人機(jī)飛行偏離航線以及產(chǎn)生傾斜等，而攝影產(chǎn)生傾斜將直接使得像點(diǎn)位移與復(fù)雜地形生產(chǎn)的投影效果不佳，從而造成最終成圖精度較差。這種情況下產(chǎn)生的偏差重點(diǎn)體現(xiàn)在平面像點(diǎn)位移以及地形起伏高程差這兩個(gè)部分，而這兩點(diǎn)也是評(píng)估大比例尺地圖效果的關(guān)鍵因素，所以，要想進(jìn)一步提高無(wú)人機(jī)航攝生產(chǎn)大比例尺地圖的精度，加強(qiáng)對(duì)這兩個(gè)方面的研究非常有必要，必須要采取有效措施降低這兩個(gè)方面的偏差。大比例尺地圖的最終品質(zhì)和每一個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)都是息息相關(guān)的，比如說(shuō)照片傾角、DEM以及DOM生產(chǎn)方法、測(cè)圖軟件邏輯性以及硬件配置、工作人員的專業(yè)水平與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)、進(jìn)行航攝場(chǎng)所的風(fēng)力、溫度以及云層等自然因素[6-7]。由此可見(jiàn)，在通過(guò)無(wú)人機(jī)航攝生產(chǎn)大比例尺地圖時(shí)，要充分考慮到各個(gè)環(huán)節(jié)的影響因素，逐個(gè)擊破，才能夠真正提高大比例尺地圖生產(chǎn)進(jìn)度，為此可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行完善與改進(jìn)。

第一，在進(jìn)行無(wú)人機(jī)航攝工作時(shí)，密切關(guān)注測(cè)量區(qū)域的天氣情況，保證測(cè)量過(guò)程中風(fēng)力、云層厚度、溫度以及濕度等均符合測(cè)量的基本要求，最大程度降低自然因素對(duì)航攝質(zhì)量的影響;第二，在經(jīng)濟(jì)條件允許的情況下盡可能選取質(zhì)量好的無(wú)人機(jī)設(shè)備，增強(qiáng)無(wú)人機(jī)與平臺(tái)數(shù)據(jù)傳輸?shù)馁|(zhì)量和穩(wěn)定性;第三，選取性能更加優(yōu)越的無(wú)人機(jī)航攝傳感器，保證無(wú)人機(jī)飛行的準(zhǔn)確度，與此同時(shí)在無(wú)人機(jī)上裝配像素更高的攝像設(shè)備，提高攝像圖片質(zhì)量;第四，選取專業(yè)水平高、實(shí)踐操作經(jīng)驗(yàn)豐富的工作人員進(jìn)行無(wú)人機(jī)設(shè)備操作，明確工作人員的操作方法，提高操作方法的科學(xué)性與合理性，從而降低人為操作因素對(duì)航攝質(zhì)量的影響;第五，加大集成軟件的開(kāi)發(fā)力度，不斷增強(qiáng)數(shù)據(jù)處理水平，盡可能的降低軟件平臺(tái)轉(zhuǎn)接過(guò)程中產(chǎn)生的偏差[8]?，F(xiàn)階段，在地理信息領(lǐng)域朝向精細(xì)化方向邁進(jìn)的背景下，社會(huì)對(duì)地形圖成圖的品質(zhì)要求越來(lái)越高，同時(shí)也要求通過(guò)無(wú)人機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)更多功能，因此必須要突破傳統(tǒng)的無(wú)人機(jī)航攝方法，加強(qiáng)對(duì)無(wú)人機(jī)航攝技術(shù)的研究與創(chuàng)新，構(gòu)建完善的處理系統(tǒng)，提高處理能力，最終達(dá)到整體改善、高精度作業(yè)。

3? 結(jié)語(yǔ)

伴隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)水平的逐步提升，使用無(wú)人機(jī)進(jìn)行航攝作業(yè)成為了測(cè)繪領(lǐng)域常用的方法，然而在使用無(wú)人機(jī)進(jìn)行大比例尺測(cè)圖生產(chǎn)中，要嚴(yán)格控制各個(gè)環(huán)節(jié)的工作，降低可控因素對(duì)生產(chǎn)大比例尺地圖質(zhì)量的影響，促進(jìn)無(wú)人機(jī)航攝在測(cè)繪領(lǐng)域中發(fā)揮更大的作用。

參考文獻(xiàn)

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