歐陽凱

（廣東省地質(zhì)局第三地質(zhì)大隊(duì)，廣東 韶關(guān) 512026）

1 無人機(jī)數(shù)字化內(nèi)容

無人機(jī)數(shù)字技術(shù)產(chǎn)品主要包括數(shù)字高程模型DEM、數(shù)字線劃地圖DLG、數(shù)字高程模型DEM。創(chuàng)建DEM后，將航空攝影平面位置和空間位置相結(jié)合，從而掌握目標(biāo)測(cè)量區(qū)域的整體情況。DOM可以全面收集數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、整理，如圖片修剪、數(shù)據(jù)標(biāo)注、鑲嵌作業(yè)等[1]。DLG是基于DEM空間模型所創(chuàng)建，利用數(shù)字劃線功能繪制地圖，數(shù)據(jù)編輯對(duì)象為DEM資料，用于及時(shí)記錄數(shù)據(jù)和空間關(guān)系，根據(jù)地形數(shù)據(jù)實(shí)際情況提取數(shù)據(jù)信息要素，以此保證無人機(jī)測(cè)量數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性[2]。

使用航空攝影測(cè)量技術(shù)能拓展無人機(jī)使用領(lǐng)域，勘測(cè)指定目標(biāo)，對(duì)地形地貌數(shù)據(jù)進(jìn)行提取，及時(shí)掌握所在地的氣候條件和地質(zhì)特點(diǎn)，對(duì)實(shí)際地質(zhì)進(jìn)行測(cè)量和預(yù)報(bào)，對(duì)測(cè)量目標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，通過相機(jī)的拍攝比例還原數(shù)據(jù)，統(tǒng)一實(shí)現(xiàn)拍攝與計(jì)算的功能。在復(fù)雜地區(qū)中利用無人機(jī)測(cè)量地質(zhì)數(shù)據(jù)，觀測(cè)者根據(jù)數(shù)據(jù)需求特點(diǎn)、測(cè)量精度、地形等參數(shù)要求，可以通過控制平臺(tái)選擇合適的攝像裝置及機(jī)型，統(tǒng)籌規(guī)劃無人機(jī)航行路線。在低空拍攝時(shí)，通過DEM和DOM分析控制圖像，測(cè)量人員可以對(duì)數(shù)據(jù)品質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)，利用DLG實(shí)現(xiàn)價(jià)值數(shù)據(jù)的測(cè)量，實(shí)現(xiàn)完整測(cè)量系統(tǒng)的創(chuàng)建。

2 無人機(jī)遙感技術(shù)的使用優(yōu)勢(shì)

2.1 監(jiān)測(cè)范圍廣泛

在傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)方式中，監(jiān)測(cè)效果與范圍成反比，縮小監(jiān)測(cè)范圍能提高檢測(cè)效果。但是，無人機(jī)遙感技術(shù)能提高監(jiān)測(cè)精度，在技術(shù)改進(jìn)中擴(kuò)大了監(jiān)測(cè)范圍，所以，無人機(jī)遙感技術(shù)還能提高工程測(cè)繪范圍。另外，利用此技術(shù)能在無人機(jī)儀器中通過三維方式展現(xiàn)目標(biāo)區(qū)域?qū)嶋H情況，實(shí)現(xiàn)直接測(cè)繪。

2.2 提高監(jiān)測(cè)效率

利用無人機(jī)遙感技術(shù)能提高測(cè)量工程的監(jiān)測(cè)效率與質(zhì)量，及時(shí)處理突發(fā)事件。

2.3 提高可兼容性

僅將一種遙感技術(shù)應(yīng)用于實(shí)際測(cè)繪工程中，會(huì)出現(xiàn)測(cè)量遺漏問題。而在不同場(chǎng)合使用無人機(jī)，或使用多種遙感技術(shù)，能彌補(bǔ)單一遙感技術(shù)的不足，對(duì)測(cè)量技術(shù)進(jìn)行完善，提高遙感技術(shù)的兼容性，并且使技術(shù)處理效率和質(zhì)量得到提高。

2.4 提高處理效率

普通衛(wèi)星處理效率比無人機(jī)遙感技術(shù)低，無人機(jī)遙感技術(shù)的圖像分辨率較高，可降低實(shí)際操作出錯(cuò)率。無論是數(shù)據(jù)收集速度還是數(shù)據(jù)處理工作，均具有一定的優(yōu)勢(shì)。

3 無人機(jī)遙感技術(shù)的使用

在城市規(guī)劃設(shè)計(jì)過程中，無人機(jī)遙感技術(shù)作為城市發(fā)展的主要構(gòu)成，在規(guī)劃設(shè)計(jì)城市過程中要求具有大量測(cè)繪信息，制圖人員以測(cè)繪數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)制圖操作，繪制大比例地形圖，為相關(guān)部門提供決策參考，促進(jìn)城市發(fā)展。

3.1 獲得測(cè)繪影像資料

在測(cè)繪工程測(cè)量過程中使用無人機(jī)遙感技術(shù)，需要根據(jù)待測(cè)區(qū)的實(shí)際地貌、地形合理設(shè)計(jì)飛行平臺(tái)和路線。完成設(shè)計(jì)后要進(jìn)行試飛，對(duì)設(shè)備平臺(tái)的合理性進(jìn)行分析，再利用無人機(jī)遙感技術(shù)得出測(cè)繪影像資料。使用此技術(shù)時(shí)，需同時(shí)使用三角測(cè)量技術(shù)，避免出現(xiàn)漏洞。其次，在無人機(jī)遙感技術(shù)實(shí)際使用的過程中，需對(duì)飛行姿態(tài)做出調(diào)整，利用轉(zhuǎn)彎緩沖、拍攝補(bǔ)償?shù)确绞绞古臄z畫面符合影像處理標(biāo)準(zhǔn)，避免對(duì)資料獲取精準(zhǔn)性造成影響。某項(xiàng)目航飛方案如圖1所示。

圖1 航飛方案

3.2 實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)收集

通過無人機(jī)遙感技術(shù)收集數(shù)據(jù)主要包括自動(dòng)加密和手動(dòng)采集兩種方法，手動(dòng)收集數(shù)據(jù)要以先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為基礎(chǔ)，將計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程控制技術(shù)和實(shí)際采集需求相結(jié)合，保證手動(dòng)收集數(shù)據(jù)具備針對(duì)性，并且滿足基站實(shí)際收集需求，像控點(diǎn)布置如圖2所示。

圖2 某工程項(xiàng)目像控點(diǎn)布置

無人機(jī)遙感技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)自我保護(hù)，應(yīng)用到無人機(jī)內(nèi)部控制系統(tǒng)中，能夠在存儲(chǔ)收集數(shù)據(jù)信息后實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)器加密設(shè)置，使數(shù)據(jù)信息的安全性得到提高。使用此技術(shù)是由于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不穩(wěn)定，為避免在使用時(shí)受到黑客、病毒等入侵，或因不法分子基于利益驅(qū)使竊取數(shù)據(jù)信息，工作人員在獲取存儲(chǔ)器內(nèi)部信息數(shù)據(jù)時(shí)，需利用訪問權(quán)限輸入用戶名和密碼，完成核對(duì)后得到內(nèi)部信息。

3.3 在低空作業(yè)中使用

無人機(jī)遙感技術(shù)能在低空作業(yè)中使用，例如，無人機(jī)遙感技術(shù)可以在防火救援、城市援助和環(huán)境檢測(cè)等多個(gè)領(lǐng)域中使用，能提高人們生活質(zhì)量。在科學(xué)技術(shù)持續(xù)發(fā)展中，無人機(jī)遙感技術(shù)的應(yīng)用也越來越廣泛。低空作業(yè)對(duì)技術(shù)使用安全性具有較高要求。無人機(jī)遙感技術(shù)能提高作業(yè)效率及測(cè)繪工作的自動(dòng)化水平，使作業(yè)工作效率得到提高。另外，無人機(jī)中使用的新型高精度數(shù)碼相機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)垂直、水平和傾斜等角度成像。在實(shí)際使用中由于成像角度比較多，所以，能夠避免建筑物、高山等遮擋，使實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)精準(zhǔn)度等得到提高。

在低空作業(yè)中廣泛使用無人機(jī)遙感技術(shù)，其先進(jìn)的控制系統(tǒng)尤為重要。如使用無人飛艇低空航測(cè)系統(tǒng)時(shí)，主要利用其自穩(wěn)定、自校驗(yàn)、自主創(chuàng)新等功能，合理設(shè)計(jì)成像物體重疊關(guān)系，糾正機(jī)器運(yùn)行誤差。另外，調(diào)節(jié)補(bǔ)償相機(jī)拍攝角度，使拍攝技術(shù)精準(zhǔn)度得到提高，確保無人機(jī)遙感成像的合理性與精準(zhǔn)性，使影像處理技術(shù)分辨率和清晰度得以提升。使用無人機(jī)遙感技術(shù)還便于獲取數(shù)據(jù)資源和目標(biāo)信息。如在大比例地形圖繪制中，要獲取局域特殊地理信息資源，確定位置。傳統(tǒng)航拍技術(shù)只能對(duì)物外貌和輪廓進(jìn)行描述，而使用無人機(jī)遙感技術(shù)能可提高影像資料精準(zhǔn)度，節(jié)約大量財(cái)力和物力，提高無人機(jī)遙感技術(shù)使用合理性和科學(xué)性。

針對(duì)部分文物建筑及工程項(xiàng)目進(jìn)行測(cè)繪時(shí)，其信息獲取較為困難。借助無人機(jī)遙感技術(shù)，能提高信息獲取和使用的可靠性與便利性。在實(shí)際工程項(xiàng)目測(cè)繪時(shí)需收集特定目標(biāo)數(shù)據(jù)信息，在此過程中使用無人機(jī)遙感技術(shù)，以提高數(shù)據(jù)信息獲取精準(zhǔn)度，有序開展特殊項(xiàng)目測(cè)繪工作。

3.4 無人機(jī)影像空中三角測(cè)量

目前，行業(yè)市場(chǎng)中的空中三角測(cè)量軟件自動(dòng)化程度不同，數(shù)據(jù)處理軟件包括Image Station系統(tǒng)、helava系統(tǒng)等。此種數(shù)據(jù)處理軟件的特色比較明顯，可以利用匹配技術(shù)和圖像識(shí)別等技術(shù)自動(dòng)得到像點(diǎn)坐標(biāo)，通過平差軟件計(jì)算，能夠得出待定點(diǎn)地面坐標(biāo)和影像外方位元素。利用空中三角測(cè)量加密數(shù)據(jù)處理軟件和地面控制點(diǎn)計(jì)算所有加密點(diǎn)地面坐標(biāo)，能夠支持大數(shù)據(jù)和膠片影像。半自動(dòng)兩側(cè)控制點(diǎn)外的其他工作皆能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化處理，如自動(dòng)提取連接點(diǎn)等。另外，Patb平差軟件能實(shí)現(xiàn)平差計(jì)算和粗差檢測(cè)，及時(shí)完成低空無人機(jī)影像平差結(jié)算，測(cè)量流程為：

1）數(shù)據(jù)準(zhǔn)備。創(chuàng)建航飛示意圖與參數(shù)實(shí)現(xiàn)影像拓?fù)潢P(guān)系，包括影像和模型。

2）工程自動(dòng)內(nèi)定向。將相機(jī)參數(shù)和相片框架作為基礎(chǔ)，恢復(fù)影像和相機(jī)為內(nèi)定向。實(shí)現(xiàn)像方坐標(biāo)系的創(chuàng)建，以及內(nèi)定向文件的生成。

3）連接點(diǎn)的自動(dòng)提取。在對(duì)工程影像進(jìn)行內(nèi)定向之后，進(jìn)行自動(dòng)轉(zhuǎn)點(diǎn)。根據(jù)實(shí)際需求逐一的選擇相鄰的兩張影像同名點(diǎn)生成自動(dòng)轉(zhuǎn)點(diǎn)成果，轉(zhuǎn)點(diǎn)流程說明及測(cè)區(qū)成果（見圖3、圖4）。

圖3 DATmat ei x軟件空三測(cè)量處理流程

圖4 某工程項(xiàng)目測(cè)區(qū)成果

4）交互編輯。在完成自動(dòng)轉(zhuǎn)點(diǎn)后，將平鋪視圖作為基礎(chǔ)查看連接點(diǎn)的分布情況。假如影像中缺少連接點(diǎn)可以人工添加，對(duì)較差連接點(diǎn)進(jìn)行編輯或者刪除，在控制點(diǎn)設(shè)置到工程區(qū)域四周，對(duì)連接點(diǎn)精度全面掌握。如果屬于平差收斂，將拼接視圖作為基礎(chǔ)查看連接點(diǎn)的分布情況。根據(jù)預(yù)測(cè)的控制點(diǎn)點(diǎn)位添加其他控制點(diǎn)，將爭(zhēng)議點(diǎn)列表中的點(diǎn)刪除或者編輯。若平差解算不收斂，缺少爭(zhēng)議點(diǎn)信息，就要對(duì)影像中是否存在連接點(diǎn)進(jìn)行查看，以連接點(diǎn)分布實(shí)現(xiàn)連接點(diǎn)添加，開展平差結(jié)算。之后，通過patb界面重新設(shè)置sigma值，取值和結(jié)算sigma值一樣，平差后編輯爭(zhēng)議點(diǎn)信息，直到爭(zhēng)議點(diǎn)消失。最后一次平差結(jié)算需對(duì)輸出驗(yàn)后方差解算及粗差剔除后結(jié)算。在平差結(jié)束之后，通過工程文件實(shí)現(xiàn)所有影像加密點(diǎn)、相點(diǎn)和控制點(diǎn)的文件進(jìn)行生成。

5）空三結(jié)果。根據(jù)空三預(yù)覽功能將連接點(diǎn)剔除，從而進(jìn)行空中三角測(cè)量。因?yàn)樵跀?shù)據(jù)迭代時(shí)無法實(shí)現(xiàn)，所以，通過權(quán)重大小進(jìn)行反復(fù)試驗(yàn)，提取大誤差點(diǎn)后，實(shí)現(xiàn)權(quán)值接近值和影像分辨率的設(shè)置，設(shè)置之后通過patb進(jìn)行空三計(jì)算，計(jì)算完成后將pri文件打開對(duì)結(jié)算精度進(jìn)行查看。

4 結(jié)語

綜上所述，在測(cè)繪工程測(cè)量中使用無人機(jī)遙感技術(shù)具有重要價(jià)值，需引起相關(guān)部門重視。測(cè)繪人員需全面掌握無人機(jī)遙感技術(shù)的使用優(yōu)勢(shì)，得到測(cè)繪影像資料，快速處理突發(fā)事件并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)收集，具體分析無人機(jī)遙感技術(shù)在測(cè)繪工程測(cè)量中的應(yīng)用現(xiàn)狀，進(jìn)而促進(jìn)我國(guó)測(cè)繪工作的可持續(xù)發(fā)展。