汪 為

廣東省核工業(yè)地質(zhì)局測(cè)繪院，廣東 廣州 510800

如今我國(guó)各個(gè)領(lǐng)域的信息技術(shù)仍然處于發(fā)展?fàn)顟B(tài)，為了在測(cè)繪中及時(shí)、精確地獲取相關(guān)信息，應(yīng)用簡(jiǎn)便、精準(zhǔn)、快捷的測(cè)量方式便顯得尤其重要。小型無(wú)人機(jī)遙感平臺(tái)體積小巧，不僅起飛及降落對(duì)場(chǎng)地的要求低，且能夠獲取空間狹小區(qū)域及復(fù)雜地形區(qū)域的圖像，實(shí)際應(yīng)用中人力、物力、財(cái)力的消耗較傳統(tǒng)方法更低，因此被廣泛應(yīng)用在攝影測(cè)量中。

1 小型無(wú)人機(jī)遙感平臺(tái)攝影測(cè)量系統(tǒng)構(gòu)成

1.1 航行控制系統(tǒng)

小型無(wú)人機(jī)遙感平臺(tái)攝影測(cè)量系統(tǒng)包括GPS接收天線和微處理器，從地面配套設(shè)施方面看，航行控制系統(tǒng)重點(diǎn)包括數(shù)據(jù)處理終端及數(shù)據(jù)接收終端。技術(shù)人員可利用GPS導(dǎo)航定位信號(hào)獲取位置信息，對(duì)所需測(cè)量的路線進(jìn)行設(shè)定，通過(guò)地面發(fā)射控制臺(tái)進(jìn)行掌控，使其按照預(yù)定線路實(shí)施測(cè)量[1]。

1.2 垂直螺旋

實(shí)際工作時(shí)，垂直陀螺主要是為整體測(cè)量提供俯角、仰角和翻滾姿態(tài)角參數(shù)，如果把垂直陀螺和微處理技術(shù)結(jié)合起來(lái)，然后根據(jù)實(shí)際情況改變應(yīng)用方式，則獲得的參數(shù)、軌跡等信息將更加明確，還可得出地區(qū)的電子地圖，確認(rèn)地圖中的各類坐標(biāo)數(shù)據(jù)，提高測(cè)量中的應(yīng)用效果[2]。

1.3 機(jī)載通信設(shè)備

通信設(shè)備在小型無(wú)人機(jī)遙感平臺(tái)構(gòu)成中極其重要，通過(guò)GPS位置數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)影像等的及時(shí)傳送，及時(shí)監(jiān)督管控航機(jī)拍攝、航行等狀況，從而做到及時(shí)改正航向和飛行姿態(tài)。在執(zhí)行中必須重點(diǎn)關(guān)注通信設(shè)備，防止攝影測(cè)量過(guò)程中出現(xiàn)意外風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題，造成不可挽回的損失。

2 無(wú)人機(jī)遙感平臺(tái)的優(yōu)勢(shì)

2.1 實(shí)時(shí)反饋結(jié)果

采用小型無(wú)人機(jī)遙感平臺(tái)能夠拍攝實(shí)物正射影像圖，清楚地展現(xiàn)目標(biāo)區(qū)域的水利、道路等實(shí)際情況，為后續(xù)發(fā)展規(guī)劃提供各類參數(shù)支持。如果項(xiàng)目區(qū)范圍大且地形復(fù)雜，人力勘測(cè)數(shù)據(jù)會(huì)存在“死角”，而小型無(wú)人機(jī)航測(cè)系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)實(shí)物全貌的放大和縮放，攝影測(cè)量通常會(huì)使用原始地形數(shù)據(jù)圖。在傳統(tǒng)的人工測(cè)量中，各類地理要素也會(huì)存在遺漏現(xiàn)象，而小型無(wú)人機(jī)技術(shù)可以提高數(shù)據(jù)的實(shí)性和精度，實(shí)時(shí)反饋測(cè)量結(jié)果，避免出現(xiàn)漏繪現(xiàn)象，從而為后續(xù)的項(xiàng)目實(shí)施奠定良好的基礎(chǔ)[3]。

2.2 準(zhǔn)確獲取數(shù)據(jù)

無(wú)人機(jī)航測(cè)系統(tǒng)可通過(guò)GPS-RTK技術(shù)對(duì)目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行實(shí)地測(cè)繪，隨后將所得到的數(shù)據(jù)通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行處理，處理后的分辨率能夠達(dá)到1∶2000比例尺地形圖的測(cè)繪精度，符合當(dāng)前我國(guó)攝影測(cè)量項(xiàng)目測(cè)繪的要求。同時(shí)在實(shí)際應(yīng)用階段，還可以通過(guò)降低小型無(wú)人機(jī)的飛行高度提高分辨率，判斷目標(biāo)區(qū)域內(nèi)所實(shí)施的攝影測(cè)量規(guī)劃是否科學(xué)合理，保證關(guān)鍵測(cè)繪數(shù)據(jù)的真實(shí)性。

2.3 提高項(xiàng)目效率

利用無(wú)人機(jī)航測(cè)系統(tǒng)所獲得的正攝像影像圖測(cè)繪出錯(cuò)率低，所得到的攝像圖還能為相關(guān)工作人員提供詳細(xì)的信息，提高整體工作質(zhì)量。例如在傳統(tǒng)的實(shí)測(cè)中，獲取1km2區(qū)域圖需要測(cè)量3～4d，且處理也需要耗費(fèi)約2～3d的時(shí)間，而通過(guò)小型無(wú)人機(jī)遙感平臺(tái)完成1km2僅需要5～7h，獲取中數(shù)據(jù)可以傳輸至平臺(tái)實(shí)時(shí)處理，節(jié)省大量測(cè)量時(shí)間。

3 小型無(wú)人機(jī)遙感平臺(tái)在攝影測(cè)量中的應(yīng)用策略

3.1 航測(cè)作業(yè)設(shè)計(jì)及遙感平臺(tái)選線設(shè)計(jì)

在小型無(wú)人機(jī)遙感平臺(tái)的應(yīng)用過(guò)程中，需要對(duì)設(shè)備與儀器進(jìn)行全面檢查，完善發(fā)射點(diǎn)與攝像監(jiān)控點(diǎn)進(jìn)行布置，為無(wú)人機(jī)安全飛行提供必要的保障。前期收集相關(guān)資料并檢查儀器設(shè)備，布設(shè)像控點(diǎn)，隨后對(duì)航線進(jìn)行規(guī)劃，由GPS領(lǐng)航系統(tǒng)完成全區(qū)域測(cè)量，利用圖形處理軟件對(duì)測(cè)量影像進(jìn)行分析和處理，最后輸出1∶2000的正射影像圖，保證攝影測(cè)量的有效開(kāi)展[4]。

（1）航測(cè)作業(yè)設(shè)計(jì)。在開(kāi)展航測(cè)作業(yè)之前對(duì)測(cè)量區(qū)域的情況進(jìn)行全面的了解，搭載高清攝像機(jī)予以綜合利用，通過(guò)更換高清攝像頭提高拍攝數(shù)據(jù)圖片成像的清晰度，使色差和實(shí)際的地形顏色差距能夠隨之縮小，保證地形層次區(qū)分。同時(shí)應(yīng)考慮與傳統(tǒng)的作業(yè)方法相結(jié)合的方法進(jìn)行測(cè)量，再用全站儀測(cè)量界址點(diǎn)，在應(yīng)用中至少確定4個(gè)精度均等的已知點(diǎn)，3個(gè)點(diǎn)用作參數(shù)計(jì)算，1個(gè)點(diǎn)作為校正點(diǎn)，通過(guò)照片形式反映所觀測(cè)區(qū)域的具體影像，保證設(shè)計(jì)輔助研究及精度檢驗(yàn)。

（2）遙感平臺(tái)選線設(shè)計(jì)。當(dāng)前數(shù)碼相機(jī)的分辨率逐漸提升，為小型無(wú)人機(jī)遙感平臺(tái)在實(shí)際攝影測(cè)量中獲取航空影像帶來(lái)了便利，它能夠根據(jù)所獲取的航空影像為選線工作提供及時(shí)有效的數(shù)據(jù)，從而幫助無(wú)人機(jī)選擇線路。遙感平臺(tái)選線設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖如圖1所示。

圖1 遙感平臺(tái)選線設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖

3.2 信息數(shù)據(jù)收集與處理

當(dāng)無(wú)人機(jī)完成圖像拍攝任務(wù)后，需要針對(duì)獲取圖像展開(kāi)收集與處理分析，對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行處理的過(guò)程中要借助Photo Scan等相關(guān)圖像處理加工軟件，在各像控點(diǎn)獲取坐標(biāo)與圖像片段結(jié)合地理地形完成拼接，最后得出編制預(yù)算等成果。同時(shí)也可以通過(guò)正射影像圖統(tǒng)計(jì)布設(shè)情況，利用DOM提高規(guī)劃設(shè)計(jì)布局的正確度，通過(guò)對(duì)比前后的土地利用情況分析區(qū)域整治的效果。如在某地區(qū)應(yīng)用無(wú)人機(jī)攝影技術(shù)，攝影測(cè)量后開(kāi)展土地整治工作，水田的面積增加了0.68%，農(nóng)村居住地的面積占比下降了0.25%，通過(guò)集中居民居住點(diǎn)減少土地的不必要浪費(fèi)，達(dá)到了預(yù)期的目的。

3.3 小型無(wú)人機(jī)遙感平臺(tái)的應(yīng)用方向

（1）土地情況。小型無(wú)人機(jī)遙感平臺(tái)在監(jiān)測(cè)測(cè)區(qū)土地情況方面有顯著優(yōu)勢(shì)，根據(jù)傳統(tǒng)的航測(cè)作業(yè)規(guī)范，其在實(shí)際應(yīng)用中不僅可以保證飛行速度，且能夠以地面為參照面，保證相鄰攝站相對(duì)飛行高度不超過(guò)5%，航攝水平誤差小于3°，測(cè)量飛行速度的誤差小于5%。同時(shí)該計(jì)數(shù)在應(yīng)用中可以使曝光時(shí)間內(nèi)振幅的偏擺角小于8.6s，保證了小型無(wú)人機(jī)的飛行指標(biāo)，從而更合理、有效、安全地監(jiān)測(cè)測(cè)區(qū)土地情況。同時(shí)在進(jìn)行檢測(cè)結(jié)果記錄過(guò)程中，需要嚴(yán)格記錄每一項(xiàng)數(shù)據(jù)信息，包括基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的測(cè)量、環(huán)境指標(biāo)等，保障記錄準(zhǔn)確無(wú)誤。

（2）環(huán)境監(jiān)測(cè)。小型無(wú)人機(jī)遙感平臺(tái)在攝影測(cè)量中可以應(yīng)用于環(huán)境檢測(cè)，能夠及時(shí)得到相應(yīng)的航空影像，有效監(jiān)測(cè)環(huán)境污染、排污狀況。環(huán)境污染產(chǎn)生的原因較多，因此在環(huán)境治理的過(guò)程中需要利用信息數(shù)據(jù)采集設(shè)備進(jìn)行細(xì)致分析，為后續(xù)治理提供參考依據(jù)。除此之外，在攝影測(cè)量中不可避免要對(duì)海洋、水質(zhì)、濕地、植被生態(tài)等進(jìn)行測(cè)量測(cè)繪，對(duì)區(qū)域排污狀況進(jìn)行及時(shí)有效的監(jiān)測(cè)和分析，如液體傾翻污染型需分層采樣，且采樣點(diǎn)不少于5個(gè)；爆炸污染型以放射性同心圓方式布點(diǎn)，爆炸中心分層采樣，采集周圍表層土的厚度為0～20cm，從而提高攝影測(cè)量的應(yīng)用效果，為治理提供數(shù)據(jù)支持，發(fā)揮出環(huán)境監(jiān)測(cè)的作用。

（3）水利監(jiān)測(cè)。對(duì)于水利方面的監(jiān)測(cè)必須使用更為先進(jìn)的現(xiàn)代儀器設(shè)備及相關(guān)檢測(cè)技術(shù)，小型無(wú)人機(jī)遙感平臺(tái)能夠依靠所獲取的地形地貌影像規(guī)劃航行線路，在實(shí)際攝影測(cè)量中發(fā)揮著重要作用。在此過(guò)程中應(yīng)進(jìn)行校準(zhǔn)，編制校準(zhǔn)或?qū)Ρ仍囼?yàn)報(bào)告，做好所有儀器和設(shè)備的監(jiān)管工作，根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范嚴(yán)格執(zhí)行，如當(dāng)儀器的穩(wěn)定性低于預(yù)期時(shí)，應(yīng)適當(dāng)增加驗(yàn)證頻率，保證工作開(kāi)展中的可操作性和適用性。

4 結(jié)束語(yǔ)

小型無(wú)人機(jī)遙感平臺(tái)存在很多優(yōu)勢(shì)，大致上實(shí)現(xiàn)了攝影測(cè)量工作的指標(biāo)規(guī)范，在實(shí)際的應(yīng)用中，應(yīng)該注意小型無(wú)人機(jī)遙感平臺(tái)的飛行平臺(tái)技術(shù)指標(biāo)，保證平臺(tái)穩(wěn)定程度指標(biāo)及成圖精度要求，以便利用其進(jìn)行測(cè)量工作，從而推動(dòng)我國(guó)攝影測(cè)量的進(jìn)一步發(fā)展。