董建剛 聶關(guān)宏 林友濤
中國葛洲壩集團第一工程有限公司 湖北宜昌 443000
該項技術(shù)是我國當(dāng)前主要發(fā)展的新型地形測繪技術(shù)手段,其是以無人機來作為主要的飛行平臺,并通過利用分辨率較高的數(shù)碼相機等一些先進的設(shè)備來作傳感器,借助3S測繪技術(shù)在整個測繪中對有關(guān)數(shù)據(jù)和信息進行收集和整理,從而對地形進行測繪,涉及到遙感測繪技術(shù)、地理信息測繪技術(shù)以及全球定位測繪技術(shù)三大系統(tǒng)的主要內(nèi)容的地形圖新型測繪技術(shù)方式。與以往地形測繪技術(shù)進行對比,無人機航測技術(shù)在整個應(yīng)用過程中,不但具備較低的成本、靈活性較強、結(jié)構(gòu)也很簡單等優(yōu)勢,同時其測量的精準(zhǔn)度也很高、工作效率也比較高,可以在一定的范圍內(nèi)滿足我國當(dāng)代地形測繪工作要求。
1.2.1 響應(yīng)能力強
眾所周知,在無人機航空測量技術(shù)的實際應(yīng)用過程中,由于無人機機械設(shè)備大多處于低空飛行的良好狀態(tài),因此不會受到不良天氣狀況和大氣環(huán)境的消極影響,能在極大程度上精確快捷地采集到所需測量數(shù)據(jù),并增強對所需測量數(shù)據(jù)的響應(yīng)能力。與此同時,無人機航空測量技術(shù)可進一步借助當(dāng)?shù)鼐钟蚓W(wǎng)和計算機系統(tǒng)對所得到的數(shù)據(jù)信息資料進行實時有效的傳輸,借此方式快速有效地幫助地形圖測繪人員獲取航空拍攝相關(guān)數(shù)據(jù)信息和測量數(shù)據(jù),進而快速繪制所需地形圖。
1.2.2 數(shù)據(jù)獲取及時
通常情況下,無人機航空測量技術(shù)和數(shù)碼相機相匹配,不僅擁有對飛行條件要求較低和對地形條件要求較低等獨特優(yōu)勢,更能在極大程度上快速獲取詳細(xì)的地表影像資料。因此,無人機航空測量技術(shù)所采集的數(shù)據(jù)信息準(zhǔn)確度和精準(zhǔn)度較高、科學(xué)性較強,其數(shù)據(jù)傳輸運行的速度較快,可進一步借助數(shù)字化圖像將所采集到的相關(guān)數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)化為三維可視化攝影圖像,方便地形圖測繪工作人員利用相關(guān)的數(shù)據(jù)圖像資料進行可視化操作,進而為地形圖的勘察繪制和實際應(yīng)用奠定堅實的基礎(chǔ)。此外,無人機航空測量技術(shù)還可進一步與衛(wèi)星遙感技術(shù)和航空攝像測量技術(shù)等聯(lián)合使用,為提升地形測繪數(shù)據(jù)結(jié)果的準(zhǔn)確性和科學(xué)性做鋪墊[1]。
1.2.3 機動靈活性
一方面,無人機航空測量技術(shù)在其系統(tǒng)內(nèi)部安裝了精度較高的數(shù)碼相機設(shè)備,該設(shè)備能夠采取傾斜拍攝或垂直拍攝等多樣化的拍攝方式。因此,哪怕沒有專業(yè)的較為平整的起降區(qū)域,無人機航空測量技術(shù)仍舊可以正常地開展實際拍攝工作,為地形測繪提供科學(xué)準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息。另一方面,和傳統(tǒng)的航空測量技術(shù)相比,無人機航空測量技術(shù)可依照實際拍攝需求事先對無人機設(shè)置相應(yīng)的飛行航線,采用全線自動飛行的模式使無人機設(shè)備能夠在不良運行狀況下保持較高的拍攝精度和準(zhǔn)確度。
首先,應(yīng)用無人機航空測量技術(shù)對控制點進行布設(shè)的方式主要包含全野外布點、非全野外布點兩類形式。前者具有很高的精準(zhǔn)度,對于外業(yè)的工作量則很大;后者具有更高的工作成效,能夠很好地滿足各類精度的需求,其應(yīng)用更為廣泛。其次,在布設(shè)控制點時,我們可以選取無人機航測影像中重疊部位的中線位置來進行相應(yīng)的布設(shè)工作。在具體操作實施過程中,邊緣的位置不易選擇,由于邊緣影像部位常會出現(xiàn)數(shù)據(jù)失真的狀況,邊緣位置選取時在內(nèi)業(yè)處理標(biāo)記的環(huán)節(jié),常會出現(xiàn)錯誤判斷的不良情況[2]。
影像數(shù)據(jù)信息的采集在整個測量過程中是最為重要的基本環(huán)節(jié),該項工作的完成需要提前做好無人機起飛前的準(zhǔn)備。其準(zhǔn)備工作包含以下幾個重點環(huán)節(jié):首先,要保證無人機的指南工作系統(tǒng)要滿足一定的精準(zhǔn)度,對無人機的SD卡進行安裝并檢查,并對相應(yīng)的數(shù)據(jù)進行整理和保存,確定其功能;其次,想要確保無線信號能夠收放自如,需要對無人機接收信號的功能進行一定的檢查;最后,我們利用ALtizuree功能軟件,對無人機所測區(qū)域或是航線位置進行設(shè)定。
在完成像控點布設(shè)的基礎(chǔ)上,按照航測方案進行測繪區(qū)域航拍影像數(shù)據(jù)的采集工作,按照設(shè)計的航線方向、旁向重疊度和航向重疊度執(zhí)行飛行任務(wù)。但是在執(zhí)行影像數(shù)據(jù)采集工作過程中,由于地形變化較大,植被遮擋等問題的普遍存在,導(dǎo)致測繪區(qū)域范圍內(nèi)的部分區(qū)域無法獲得相應(yīng)的影像數(shù)據(jù),進而在影像數(shù)據(jù)中出現(xiàn)“留白”現(xiàn)象,降低了無人機航測技術(shù)的測量精度。為了有效地消除上述原因的出現(xiàn),需要進行空三加密測量流程,該方法是以航拍影像數(shù)據(jù)中的方位元素進行準(zhǔn)確預(yù)算為基礎(chǔ)提出干擾因素的方法,可以有效地彌補因“留白”等問題而造成精度降低的缺陷[3]。
地圖繪制是測繪工程中的最后環(huán)節(jié)。將數(shù)據(jù)進行計算完成后方可得到相應(yīng)的DOM數(shù)據(jù),利用ArcGIS功能軟件將各個數(shù)據(jù)進行相應(yīng)的輸入工作。在應(yīng)用ArcGIS功能軟件中,可將樹林和橋梁等相關(guān)事物做好分層模型的建設(shè)工作。同時,我們還可以將攝影測量矢量化之后的主要特征,依照該功能軟件得出的數(shù)據(jù),對地貌特征再進行相應(yīng)的比較,得出準(zhǔn)確圖形。值得注意的是測繪區(qū)域地形、地貌的高程數(shù)據(jù)獲取方式,是將DSM軟件所得到的數(shù)據(jù),以及實際的地貌測量高程數(shù)據(jù)進行合并,將這兩者同時輸入到ArcGIS功能軟件中,進行完善的計算之后,生成CAD圖像。
綜上所述,無人機航測技術(shù)在不同領(lǐng)域的應(yīng)用較廣,在我國地形測繪方面也具有廣闊的應(yīng)用前景,不但能夠提升測繪工作的基本效率,還能夠節(jié)省投資成本,獲取更為準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息,從而促進我國地形測繪工作的順利實施。