侯俊杰 陳俊 胡自豪

摘要：隨著我國科學(xué)技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步，無人機(jī)被成功發(fā)明且運(yùn)用到許多工程的測繪當(dāng)中，而其中無人機(jī)被運(yùn)用到大面積地形圖的測繪是目前的發(fā)展趨勢?，F(xiàn)階段，大面積地形圖測繪囊括了部分內(nèi)容如內(nèi)外布點(diǎn)、操作控制系統(tǒng)等等，借助無人機(jī)可以營造出較為安全的測繪環(huán)境。但在這個(gè)過程當(dāng)中，要注意采取有效的措施來確保測繪檢測出來的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠。本文主要論述大面積地形圖測繪中無人機(jī)的運(yùn)用。

關(guān)鍵詞：大面積地形圖;測繪;無人機(jī);運(yùn)用

一、引言

從現(xiàn)階段我國社會的發(fā)展?fàn)顩r看，無人機(jī)已經(jīng)被充分運(yùn)用到許多領(lǐng)域當(dāng)中，而其中在大面積地形圖測繪中使用無人機(jī)已經(jīng)獲得了業(yè)界的認(rèn)可，其能夠起到較好的作用。一般來講，大面積地形圖測繪中使用無人機(jī)主要是在地形較為廣闊的范圍內(nèi)開展。為了能夠更好的提高整個(gè)測繪的精確程度，并切實(shí)保障測繪人員的人身以及財(cái)產(chǎn)健康安全，在大面積地形圖的測繪當(dāng)中運(yùn)用無人機(jī)是十分合適的方法。隨著時(shí)代的發(fā)展，對于無人機(jī)的應(yīng)用也提出了更高的要求，這要求相關(guān)的工作人員必須充分發(fā)揮自身的才華，合理有效的分析出無人機(jī)在大面積地形圖測繪當(dāng)中的使用方式。本文主要探討大面積地形圖測繪當(dāng)中無人機(jī)的使用要點(diǎn)，希望能夠?yàn)槟壳罢麄€(gè)測繪領(lǐng)域的工作開展提供一定的參考借鑒作用。

二、飛行平臺選擇及影像資料獲取

在這里主要根據(jù)陜西省A區(qū)域來開展無人機(jī)遙感技術(shù)的測繪工作。這個(gè)過程當(dāng)中，無人機(jī)所使用的相機(jī)Canon3D，該相機(jī)的鏡頭焦距為30.15mm，并在無人機(jī)飛行的過程當(dāng)中對相關(guān)信息進(jìn)行及時(shí)的登記。該無人機(jī)總共飛行5次，總共拍攝了5367張照片，從而根據(jù)這些數(shù)據(jù)以及圖像描繪出整體的測繪面積大概有100km2。該地區(qū)隸屬我國西北區(qū)域，從該區(qū)域近幾年的整體氣候條件來看氣候較為惡劣，在測繪過程當(dāng)中存在一定的困難，因此主要運(yùn)用無人機(jī)來開展這個(gè)工作。這個(gè)無人機(jī)其主要是由北京研究院研究的，具有無人航拍系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要有自動拍攝、自動曝光、飛行控制等一系列的特定功能，而且在這個(gè)過程當(dāng)中能展現(xiàn)出較強(qiáng)的穩(wěn)定性。一般來講，無人機(jī)在航空拍攝的過程當(dāng)中會產(chǎn)生航向疊重、旁向疊重等問題，在旋轉(zhuǎn)當(dāng)中會產(chǎn)生較大的偏角，因此必須將無人機(jī)偏轉(zhuǎn)角和邊緣疊重增加到60%左右，盡可能的避免拍攝過程當(dāng)中存在一定的漏洞。

三、控制點(diǎn)布設(shè)方案

控制點(diǎn)布設(shè)方案是大面積地形圖測繪當(dāng)中的重點(diǎn)內(nèi)容。在對該方案的設(shè)計(jì)當(dāng)中，主要是要根據(jù)以前使用傳統(tǒng)相機(jī)來進(jìn)行制定，因此這會給相關(guān)工作人員帶來較大的工作壓力。根據(jù)相關(guān)專業(yè)人員的意見提到，在具體的影像當(dāng)中通過設(shè)置7～8條基線來布控最佳控制點(diǎn)，為了保險(xiǎn)起見還可以適當(dāng)在每個(gè)航線內(nèi)增加1～2條，與此同時(shí)要搭建一個(gè)平高控制點(diǎn)，這樣有利于更好地布置控制點(diǎn)。除此之外，要在每兩條控制線當(dāng)中增加一排控制點(diǎn)。然而，由于該區(qū)域的氣候環(huán)境條件較為惡劣，在該環(huán)境下比較難以選擇紋理，必須相隔一段調(diào)查的距離才能選中標(biāo)的物，因此必須針對開展一定的探討，通過在上下布控中增添航線，確?？刂泣c(diǎn)的數(shù)量滿足測繪要求。

四、空三加密

空三加密是以往使用傳統(tǒng)無人機(jī)測繪大面積地形圖當(dāng)中所面臨的一個(gè)突出問題，其也是傳統(tǒng)無人機(jī)的社會運(yùn)用當(dāng)中難以突破的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，其實(shí)困擾著很多專家學(xué)者的研究。因此，必須通過借助新的技術(shù)手段、創(chuàng)新相應(yīng)的技術(shù)方法來推動關(guān)鍵技術(shù)的深入發(fā)展。本文案例中借助無人機(jī)來測繪大面積地形圖當(dāng)中主要把該區(qū)域劃分成為6個(gè)測區(qū)，并充分站在無人機(jī)影像特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，使用自行研究形成的一款為高分辨率影像測繪圖系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)當(dāng)中涵蓋了諸多算法以及旋轉(zhuǎn)特點(diǎn)?？杖用苤饕鞒讨饕梢韵聨c(diǎn)：數(shù)據(jù)資料準(zhǔn)備→建立相機(jī)文件測區(qū)→內(nèi)定向→航線內(nèi)模型連接→自動標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)選點(diǎn)→量測控制點(diǎn)→調(diào)整影響→輸出加密點(diǎn)→輸出測圖工程文件，如圖1為該空三加密流程圖。

（一）關(guān)鍵技術(shù)研究

第一，影像畸變改正。這項(xiàng)技術(shù)相比起以往的測繪技術(shù)存在較大的差異，其主要原因在于無人機(jī)測繪大面積地形圖的過程當(dāng)中，其實(shí)使用的是不同量測的相機(jī)。以往的方式下所運(yùn)用的相機(jī)是單反相機(jī)搭配一定焦距鏡頭，這種方式下在測繪的過程當(dāng)中極有可能造成精度較差，而且產(chǎn)生較大的像素誤差，不利于整體測會工作的順利進(jìn)行。為了能夠進(jìn)一步的減少誤差帶來的影響，必須對無人機(jī)進(jìn)行有效的處理，調(diào)整項(xiàng)目當(dāng)中的像素并將其調(diào)整到左上角進(jìn)行影響采樣，這有助于空三加密影像測繪的便利。

第二，影像匹配。無人機(jī)測繪大面積地形圖工作開展時(shí)，其存在的一個(gè)問題便是無人機(jī)在飛行過程當(dāng)中穩(wěn)定性較差，在測繪當(dāng)中無法與以往的測繪方式媲美，這也是困擾著很多研究者的問題。為了處理該問題，我國的專家學(xué)者研究了匹配算法來進(jìn)行處理。這種算法前瞻性較強(qiáng)，可以按照不變的特點(diǎn)來運(yùn)算尺度，并把亮度和仿真相互匹配，從而來有效處理無人機(jī)穩(wěn)定性較差的問題。目前該方法已經(jīng)開始運(yùn)用到無人機(jī)的飛行當(dāng)中，而且經(jīng)過相關(guān)實(shí)驗(yàn)證實(shí)，這種配送方式可以進(jìn)行有效的快速匹配，具有一定的實(shí)踐意義。

（二）相關(guān)處理策略

空三加密過程中重點(diǎn)要確保穩(wěn)定性與正確性，主要要做到以下幾個(gè)方面的內(nèi)容。第一，充分考慮地形圖測繪區(qū)域的特點(diǎn)，從而選擇出正確穩(wěn)定的控制點(diǎn)，并且每隔幾張、根據(jù)一定的偏移量來選取，對于紋理較多地區(qū)則必須增加相應(yīng)的影響張數(shù)。

第二，如果無人機(jī)在飛行過程當(dāng)中出現(xiàn)不穩(wěn)定因素，則必須采取針對性的解決措施。例如可以增添選取標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)位，持續(xù)性的提高連接方式，使其穩(wěn)定性得到保障。

第三，為了能夠進(jìn)一步的確保邊緣不發(fā)生畸形，從而使得補(bǔ)位點(diǎn)利卡邊緣區(qū)，減少重疊影像的發(fā)生，應(yīng)該進(jìn)一步地提高空三加密效率，快速控制精準(zhǔn)度。

第四，對于收集到數(shù)據(jù)需進(jìn)行充分的分析。例如通過搭建相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型來進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，以便能夠?yàn)檎麄€(gè)飛行提供數(shù)據(jù)支撐，盡可能地減少誤差。

（三）精度統(tǒng)計(jì)與分析

經(jīng)過相關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算可以了解到，采取有效的措施把整體控制點(diǎn)和定向、檢查點(diǎn)精度維持在一定范圍內(nèi)，并根據(jù)國家的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定來進(jìn)行測量和加密，使其能符合國家的規(guī)范要求。

五、結(jié)束語

綜上所述，大面積地形圖測繪中無人機(jī)的應(yīng)用是現(xiàn)階段地形測繪當(dāng)中的一項(xiàng)重點(diǎn)工作，其在我國的測繪工程當(dāng)中也逐步得到普及。整體而言，大面積地形圖測繪中無人機(jī)的運(yùn)用是一項(xiàng)較為復(fù)雜的工作，本文主要對其運(yùn)用進(jìn)行一定的闡述，并適當(dāng)?shù)目偨Y(jié)了相關(guān)的經(jīng)驗(yàn)改善方法，力求能有效的推動無人機(jī)在我國測繪領(lǐng)域的應(yīng)用。希望在不久的將來，我國的測繪領(lǐng)域當(dāng)中，能夠持續(xù)不斷的總結(jié)經(jīng)驗(yàn)改善方法，逐步運(yùn)用無人機(jī)來開展工作。

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