趙濤

摘 要：隨著地形數(shù)據(jù)采集要求的不斷提高，對數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性與實(shí)效性提出了新的要求，無人機(jī)航測技術(shù)得以出現(xiàn)并實(shí)現(xiàn)了廣泛應(yīng)用。如何優(yōu)化無人機(jī)航測在地形數(shù)據(jù)采集中的應(yīng)用效果，成為業(yè)內(nèi)關(guān)注的焦點(diǎn)。介紹了無人機(jī)航測技術(shù)的相關(guān)內(nèi)容，分析了無人機(jī)航測精度的諸多影響因素，并結(jié)合相關(guān)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，分別從設(shè)計(jì)方案、外業(yè)測量以及內(nèi)業(yè)空三等多個(gè)角度，深入探討了無人機(jī)航測在地形數(shù)據(jù)采集中的應(yīng)用，為相關(guān)工程測量提供技術(shù)參考。

關(guān)鍵詞：無人機(jī)航測;地形數(shù)據(jù);采集;應(yīng)用方法

文章編號：1004-7026（2020）04-0145-02 ? ? ? ? 中國圖書分類號：P217;P231 ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

作為地形數(shù)據(jù)采集中的重要技術(shù)方法之一，無人機(jī)低空攝影測量具有傳統(tǒng)測繪手段無法比擬的技術(shù)優(yōu)勢，因此在實(shí)際應(yīng)用中必須采取有效的技術(shù)措施提升整體效果。當(dāng)前，地形數(shù)據(jù)采集面臨著新形勢與新要求，亟待運(yùn)用無人機(jī)航測的新理念，優(yōu)化數(shù)據(jù)采集工作效果，提升測繪作業(yè)效率與質(zhì)量。

1 ?無人機(jī)低空航攝概要分析

無人機(jī)航測主要依托現(xiàn)代化無人機(jī)技術(shù)，快速準(zhǔn)確地完成地形數(shù)據(jù)采集任務(wù)，是傳統(tǒng)航空測量的有效輔助手段。隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的持續(xù)快速發(fā)展，地形測繪的要求也越來越高，無人機(jī)航測所展現(xiàn)出來的優(yōu)勢愈發(fā)突出。

無人機(jī)航測技術(shù)主要有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)。①反應(yīng)突出。無人機(jī)航測技術(shù)突破了傳統(tǒng)測量技術(shù)在時(shí)間與空間方面的限制，受外界環(huán)境的影響較小，且往往側(cè)重低空飛行，在很大程度上縮短了啟動(dòng)時(shí)間。②安全性高。無人機(jī)無需技術(shù)人員專門駕駛，可在無人模式下實(shí)現(xiàn)對危險(xiǎn)與復(fù)雜區(qū)域的監(jiān)測，即便出現(xiàn)安全問題，也不會(huì)導(dǎo)致人員傷亡。③地形數(shù)據(jù)采集效率高。通過安裝電子數(shù)碼相機(jī)等現(xiàn)代化設(shè)備，航拍無人機(jī)可高效識別地表基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，在定向傳遞與處理的基礎(chǔ)上，生成三維立體模型，達(dá)到地形數(shù)據(jù)的可視化效果。④靈活性強(qiáng)。無人機(jī)體積小，覆蓋范圍廣，可在相對狹隘區(qū)域內(nèi)完成航測任務(wù)。因此在地形數(shù)據(jù)采集實(shí)踐中深入應(yīng)用無人機(jī)航測技術(shù)，具有極大的現(xiàn)實(shí)意義[1]。

2 ?無人機(jī)航測精度的影響因素分析

2.1 ?飛行控制技術(shù)對影像質(zhì)量的影響

無人機(jī)航測需要在空中飛行時(shí)采集地形數(shù)據(jù)，因此受空氣流動(dòng)、風(fēng)向等要素的影響較為顯著。若對這些影響要素控制不當(dāng)，所采取的飛行控制技術(shù)失效，極易導(dǎo)致無人機(jī)出現(xiàn)航偏角、俯仰角、翻滾角等問題，甚至出現(xiàn)嚴(yán)重失衡，不利于航測程序的順利推進(jìn)，最終造成航測數(shù)據(jù)失真，成像質(zhì)量較低。

2.2 ?相機(jī)質(zhì)量對影像質(zhì)量的影響

相機(jī)是無人機(jī)的關(guān)鍵組成要素，其質(zhì)量對無人機(jī)航測影像的影響不容忽視。部分無人機(jī)所搭載的相機(jī)加工與安裝精度不夠，色差與畸變差較大，容易造成影像變形。相機(jī)的CCD芯片大小和分辨率高低，同樣決定著影像的清晰度好壞以及色彩的逼真性。此外，若相機(jī)數(shù)碼噪聲過大，也會(huì)降低圖像質(zhì)量[2]。

2.3 ?技術(shù)方案對測量精度的影響

要想有效運(yùn)用無人機(jī)側(cè)航技術(shù)，需要事先制定切實(shí)可行的技術(shù)方案。一般而言，技術(shù)方案主要包括相片重疊度、基高比、像控點(diǎn)目標(biāo)選取等諸多要素，這些不同的要素對測量精度的影響很大。例如相片重疊度越大，基線越短，基高比越小，當(dāng)超出特定范圍時(shí)，同名地物交會(huì)角更小，立體觀測效果與測量精度就會(huì)大大降低。

2.4 ?大氣條件對影像質(zhì)量的影響

大氣條件主要影響無人機(jī)的攝像成像效果，若地物影像之間的光線差較低，則無法獲取應(yīng)有的影像反差，難以高效準(zhǔn)確地辨識地形客觀條件。部分情況下，太陽光線較強(qiáng)，陽光與陰影之間的色彩較大，也會(huì)導(dǎo)致最終影像質(zhì)量不佳[3]。

3 ?無人機(jī)航測在地形數(shù)據(jù)采集中的應(yīng)用流程

3.1 ?設(shè)計(jì)方案

在無人機(jī)航測實(shí)施前，需要明確界定目標(biāo)地形區(qū)域，即測量目標(biāo)，并以此為基礎(chǔ)制定具體可行的設(shè)計(jì)方案，其中的幾個(gè)關(guān)鍵要素有目標(biāo)區(qū)域的長度、寬度、面積、形狀，無人機(jī)的預(yù)期飛行時(shí)長，飛行過程所需能耗以及測量目標(biāo)區(qū)域的預(yù)期測量效果等。在確定合理設(shè)計(jì)方案的基礎(chǔ)上，方可實(shí)施后續(xù)數(shù)據(jù)采集工作。在數(shù)據(jù)采集環(huán)節(jié)完成后，需對相應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)與分析處理，因此該環(huán)節(jié)必須要求設(shè)計(jì)方案具有科學(xué)性與可操作性。

3.2 ?外業(yè)測量

外業(yè)測量是無人機(jī)側(cè)航的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在該環(huán)節(jié)，需要在目標(biāo)測量區(qū)域設(shè)置特定標(biāo)志，明確航測的具體內(nèi)容，為無人機(jī)飛行提供必要的方向性引導(dǎo)，尤其是對于需要轉(zhuǎn)彎、變向的區(qū)域，務(wù)必設(shè)置清晰標(biāo)志，以突出航測重點(diǎn)。外業(yè)測量的過程應(yīng)該是一個(gè)連續(xù)、穩(wěn)定的過程，保證測量工作少受外界干擾，使航測數(shù)據(jù)所反映出來的地形影像更加直觀，避免不必要的數(shù)據(jù)偏差[4]。

3.3 ?內(nèi)業(yè)空中三角測量

內(nèi)業(yè)空三主要包括測量控制、測量實(shí)施、加密像控等幾個(gè)方面，同時(shí)也必須選擇合適的天氣實(shí)時(shí)測量，減少天氣條件對測量成像質(zhì)量的影響。由于無人機(jī)航測具有顯著的智能化、數(shù)字化特征，因此在地形數(shù)據(jù)采集中減少了對傳統(tǒng)人力物力的依賴，僅需調(diào)整無人機(jī)飛行高度，同時(shí)設(shè)置焦距，防止無人機(jī)觸碰空中障礙物。通過加密像控，可實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)誤差的自動(dòng)糾偏，減小設(shè)備自身因素導(dǎo)致的數(shù)據(jù)誤差。

3.4 ?數(shù)據(jù)成果生產(chǎn)

在無人機(jī)航測完成后，對于采集到的地形數(shù)據(jù)信息，需進(jìn)行必要的檢查、校核與補(bǔ)充，使DEM與DOM相關(guān)數(shù)據(jù)信息更完整，使所構(gòu)建的數(shù)據(jù)模型更立體直觀，使補(bǔ)充繪制的影像質(zhì)量更清晰。在此過程中，需要嚴(yán)格掌握地圖繪制比例尺，合理控制垂直誤差與距離誤差。對于地形數(shù)據(jù)分析中發(fā)現(xiàn)的偏差較大與趨于失真等問題，要進(jìn)行再次補(bǔ)充航測，針對數(shù)據(jù)失真區(qū)域進(jìn)行專項(xiàng)測量，以充分校正數(shù)據(jù)的偏差。

4 ?結(jié)束語

無人機(jī)航測在實(shí)踐應(yīng)用中的測量精度受多方面要素的影響，因此在地形數(shù)據(jù)采集過程中，技術(shù)人員必須結(jié)合地形實(shí)際，充分遵循無人機(jī)航測技術(shù)的應(yīng)用基本規(guī)律，優(yōu)化應(yīng)用流程，創(chuàng)新應(yīng)用模式，為提高地形數(shù)據(jù)采集質(zhì)量提供可靠的技術(shù)保障，并不斷積極學(xué)習(xí)無人機(jī)航測的新方法與新理念，推動(dòng)測繪行業(yè)持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]王軍，劉小民.無人機(jī)航攝影像空中三角測量技術(shù)在管道工程帶狀地形圖測量中的應(yīng)用探討[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2019（24）：298-300.

[2]楊仕平.基于無人機(jī)遙感的土地移動(dòng)執(zhí)法監(jiān)察應(yīng)用[J].山西農(nóng)經(jīng)，2019（12）：119，134.

[3]韓文軍，宋亮.無人機(jī)航測技術(shù)及其在電網(wǎng)工程建設(shè)中的應(yīng)用探討[J].電力勘測設(shè)計(jì)，2018，6（5）：162-165.

[4]趙秀峰.基于無人機(jī)航測的農(nóng)村集體土地確權(quán)研究[J].山西農(nóng)經(jīng)，2019（14）：119，123.