葉昊

南寧市勘測設(shè)計院集團有限公司 廣西 南寧 530000

隨著無人機技術(shù)的快速發(fā)展，無人機航拍技術(shù)在測繪領(lǐng)域中的應(yīng)用越來越廣泛。無人機航拍技術(shù)集成了高空拍攝、遙測技術(shù)、視頻影像微波傳輸和計算機影像信息處理等多種技術(shù)，使得其在測繪領(lǐng)域具有明顯的優(yōu)勢。傳統(tǒng)的勘測流程中，測量人員需要面臨各種惡劣的自然條件進行繁瑣的測量工作，而使用無人機遙感航拍平臺則可以實現(xiàn)簡單設(shè)置后自動繪制地圖，精度可以達到厘米級別，大大提高了測繪的準確性和效率。因此工作人員必須加大對無人機航拍技術(shù)的研究力度，以此保障無人機航拍技術(shù)可以更好地為測繪工程提供助益。

1 無人機航拍技術(shù)概述

所謂無人機航拍技術(shù)，也可以被稱之為無人機遙感技術(shù)，其組成部分主要為無人機飛行器、遙感傳感器、通信技術(shù)等。相比較于以往所用的人工測量方式來說，無人機技術(shù)所具備的最顯著特點就是可以節(jié)約大量的人力資源[1]。與過去所應(yīng)用的大型飛行器安裝于裝備上的制圖作業(yè)相對比來看，小規(guī)模飛行器的操作流程更加便利高效，對于操作方面的要求也并不嚴格。在應(yīng)用大型飛機的過程中，需要向相關(guān)部門批報，還需要進行審核，整個過程是十分繁瑣復(fù)雜的。而無人機因為體積相對來說比較小，攜帶方便，因此可以節(jié)約大量的測量成本，尤其是在一部分地形較為復(fù)雜的區(qū)域中也可以靈活飛行，完成很多大規(guī)模飛機無法進行的測繪作業(yè)。

現(xiàn)階段，無人機航拍技術(shù)已經(jīng)在地質(zhì)測繪工作之中得到了大范圍應(yīng)用，主要涵蓋了以下幾種情況：如專門地圖的繪制作業(yè)。在展開地圖繪制作業(yè)的前期階段，工作人員應(yīng)該對目標區(qū)域展開航拍測量，以此幫助工作人員得到必備的數(shù)據(jù)與信息。還有一部分大規(guī)模橋梁、公路工程的建設(shè)工作，在正式進行前期也應(yīng)該進行地形測繪。還有礦山、鄉(xiāng)村的建設(shè)工作，都需要航空測量。隨著我國旅游產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展與進步，無人機技術(shù)在測繪工作中的應(yīng)用將會發(fā)揮出更加顯著的價值，從而促使各個行業(yè)順利發(fā)展。

2 無人機航拍技術(shù)優(yōu)勢

隨著科技的發(fā)展和進步，無人機技術(shù)在各個領(lǐng)域中的應(yīng)用越來越廣泛。其中，無人機航拍技術(shù)在測繪工程測量中的應(yīng)用也越來越受到關(guān)注。傳統(tǒng)的測繪工程測量方法需要人工進行測量，費時費力，而且受到地形、環(huán)境等因素的限制，難以獲得準確的數(shù)據(jù)。而無人機航拍技術(shù)可以快速、高效地獲取大面積的地表信息，為測繪工程測量提供更為精準的數(shù)據(jù)支持。

無人機航拍技術(shù)的應(yīng)用可以提高測繪工程測量的效率和精度，為工程項目的規(guī)劃、設(shè)計和施工提供更為準確的數(shù)據(jù)支持。無人機航拍技術(shù)可以獲取高分辨率的影像數(shù)據(jù)，幫助工程師發(fā)現(xiàn)地表特征、地形變化等問題，減少人工測量的工作量和誤差。同時，無人機航拍技術(shù)還可以應(yīng)用于三維建模、環(huán)境監(jiān)測、土地利用規(guī)劃等領(lǐng)域，為相關(guān)領(lǐng)域的研究和應(yīng)用提供數(shù)據(jù)支持。無人機航拍技術(shù)在測繪工程測量中的應(yīng)用具有重要的意義，可以提高測量的效率和精度，為工程項目的規(guī)劃、設(shè)計和施工提供更為準確的數(shù)據(jù)支持，同時也可以應(yīng)用于其他相關(guān)領(lǐng)域，為相關(guān)領(lǐng)域的研究和應(yīng)用提供數(shù)據(jù)支持。

3 無人機航拍測量測繪系統(tǒng)構(gòu)成

3.1 軟件系統(tǒng)

首先為航線軟件，該軟件在一定程度上影響并操控著無人機的行進方向以及精密性，在數(shù)據(jù)資料收集的過程中也有著積極效用。經(jīng)由無人機的航線軟件，可以更好地規(guī)劃并設(shè)定出測繪工作開展范圍、地形情況與精度，依據(jù)重疊度、行高信息、地面分辨率等計算出無人機行進基線的長度以及曝光點等數(shù)據(jù)，借助這些資料數(shù)據(jù)可以為后續(xù)處理工作的進行提供有效參考依據(jù)。其次為數(shù)據(jù)信息接收以及處理軟件。當無人機收集到相應(yīng)的資料數(shù)據(jù)以后，借助這一軟件可以將其轉(zhuǎn)化成為相應(yīng)的數(shù)據(jù)格式并存儲至信息庫中，經(jīng)由計算機處理過后獲取最終的成果。這一軟件是無人機系統(tǒng)開展測量作業(yè)的重點與關(guān)鍵，直接影響著圖像處理工作的最終質(zhì)量。因此，必須保障其精準性與高效性。無人機在拍攝地面影像資料時，將會受到多個方面因素的干擾與影響，為了確保測繪質(zhì)量，通常需要對初始拍攝圖像預(yù)處理，如圖像增強以及圖像校對。

3.2 硬件系統(tǒng)

首先為機載系統(tǒng)，在航拍測繪工作開展進程中，融合了航空技術(shù)、遙感技術(shù)以及定位技術(shù)等，無人機所具備的功能主要為搭載測量系統(tǒng)的平臺，屬于整個機載系統(tǒng)的基礎(chǔ)。在進行測量作業(yè)的進程中，借助航線軟件規(guī)劃無人機行進路線，將無人機的飛行情況、飛行高度數(shù)據(jù)、氣象等多種資料輸送至監(jiān)控系統(tǒng)之中，以此促使工作人員可以實時性掌握無人機的飛行軌跡與周邊環(huán)境實際情況。其次為地面監(jiān)控系統(tǒng)，通過筆者多年工作經(jīng)驗發(fā)現(xiàn)，監(jiān)控系統(tǒng)在飛行平臺的運行進程之中發(fā)揮著十分關(guān)鍵的價值效用，其中涵蓋了電臺、電子通信與其他設(shè)備。在無人機飛行運轉(zhuǎn)的過程中，將收集得到的信息傳輸給監(jiān)控系統(tǒng)，將無人機所處位置、飛行線路等多種資料展示于監(jiān)控設(shè)備上，這樣一來就可以讓工作人員精準操控無人機[2]。

圖1 無人機系統(tǒng)構(gòu)成

4 無人機航拍技術(shù)在測繪工程測量中應(yīng)用

4.1 設(shè)計航線與測量范圍

通常來說，大部分無人機在進行飛行作業(yè)時，時間都不會大于一個小時，并且還應(yīng)該為無人機預(yù)留出充分的起飛以及降落的時間，這就使得無人機在拍攝過程中時間比較緊，一般情況下航拍時間不會大于五十分鐘。因此，工作人員必須結(jié)合實際情況，控制好飛行與拍攝的時長，避免無人機因為能源消耗殆盡而產(chǎn)生墜機問題。同時為了確保拍攝作業(yè)的高質(zhì)高效并將拍攝時長控制于五十分鐘內(nèi)，那么應(yīng)該科學(xué)有效地設(shè)計航線。筆者通過多年工作經(jīng)驗發(fā)現(xiàn)，在一個規(guī)劃好的大范圍中，應(yīng)該應(yīng)用分步測量的方式，最好是一個航程中就完成相應(yīng)的拍攝任務(wù)，這樣才可以為后續(xù)的航拍工作預(yù)留出充足的時間。在拍攝作業(yè)開展進程中，應(yīng)該結(jié)合特定的航拍范圍來確定路線，規(guī)避因為反復(fù)拍攝而降低工作質(zhì)量、耗費時間資源。

4.2 在測量范圍中規(guī)劃控制網(wǎng)

在展開航拍作業(yè)前期，工作人員應(yīng)該預(yù)先對特定的地區(qū)環(huán)境定位處理，這樣一來才可以更好地保障整個拍攝工作的進行更加順利，拍攝質(zhì)量得以提高。在進行拍攝點規(guī)劃布置的進程中，工作人員應(yīng)該依據(jù)相應(yīng)的拍攝環(huán)境科學(xué)調(diào)整，以此降低對環(huán)境造成的不良影響，切實保障數(shù)據(jù)信息處理系統(tǒng)對傳輸?shù)玫降馁Y料有更加精準地分析。并且，工作人員還應(yīng)該創(chuàng)設(shè)區(qū)域控制網(wǎng)，以此提升測量測繪工作精密性，并與實際的測量面積之間構(gòu)建出相關(guān)的控制網(wǎng)，之后在進行控制的區(qū)域環(huán)境中設(shè)置有效的GPS參考點，應(yīng)用專業(yè)性較強的坐標信息來表述展示，這樣可以為后期階段的信息處理提供便捷。航拍線路的設(shè)計與計算是十分必要的，如若沒有進行有效的規(guī)劃設(shè)計，那么將會降低測量測繪工作的進行質(zhì)量。

4.3 信息處理

無人機技術(shù)具有較強的靈活性與精準性優(yōu)勢，工作者在展開勘探工作并對信息資料處理時，應(yīng)該全面發(fā)揮出航拍技術(shù)的價值功能，同時配合應(yīng)用高度匹配計算設(shè)施，借助DSM來對信息資料自動化提取，再對重疊影像合理處理，最終實現(xiàn)三維立體地表的渲染目標。在此進程中，工作者應(yīng)該保障信息的精準度，同時將測量的信息比對研究，在此基礎(chǔ)上合理修正。

在得到了航拍的圖像信息以后，工作人員必須應(yīng)該對資料數(shù)據(jù)展開合理整理與歸納，并對測量范圍中的圖像信息詳細分析。一般來說，初始圖像在尺度方面會具有一定的偏差問題，工作人員在進行信息處理的進程中應(yīng)該對圖像的尺度科學(xué)調(diào)控，并且還應(yīng)該對DEM數(shù)據(jù)合理匹配。航拍獲取的圖像一般來說具有失真情況，要想處理這一問題，就應(yīng)該對主點坐標進行控制，并對圖像資料中的對稱以及非對稱失真參數(shù)指標進行調(diào)整。工作者還應(yīng)該依據(jù)資料信息比對成果，對DEM展開正射投影分析，再應(yīng)用PIXELGRID軟件來對DEM資料科學(xué)比對探索，有效強化對飛行姿態(tài)的全面監(jiān)督與檢測，促使其處于平整穩(wěn)定的狀態(tài)。工作人員還應(yīng)該做好對飛行姿態(tài)的有效監(jiān)控，保障其始終處于穩(wěn)定，這樣才能使得航空攝影器材拍攝得到的影像清楚明確、數(shù)據(jù)信息精準。在無人機起飛、飛行以及下降進程中，工作者應(yīng)該尤其重視無人機情況，避免地形因素、風向因素等對無人機造成不良干擾，避免無人機質(zhì)量受損。

4.4 測繪數(shù)字地圖

工作者需要對傳輸?shù)玫降臄z影相片二次加工處理，處理工作涵蓋信息分析以及三維建模，借助三角測量功能打造立體模型，導(dǎo)入相關(guān)的資料數(shù)據(jù)，得到核線照片，工作人員再對照片展開有效的編輯處理。與特定的比例相互結(jié)合，來比對并確定最終的成果。為了提升精準性，工作人員還應(yīng)該對數(shù)字地圖之中的一部分細節(jié)之處進行驗證，如放大標識檢查等，這樣才可以在后續(xù)工作檢驗進程中得到更加精準詳盡的數(shù)據(jù)信息，并生成數(shù)字地圖[3]。

4.5 外業(yè)航攝應(yīng)用

工作人員在確定好拍攝環(huán)境范圍的控制網(wǎng)絡(luò)以后，就需要讓無人機順著設(shè)計好的路線行進并展開拍攝，并應(yīng)用航拍技術(shù)來展開現(xiàn)場拍攝工作。在進行相關(guān)操作之前，工作人員必須對拍攝環(huán)境的實際情況與條件全面分析，還應(yīng)該重點研究測繪范圍中的地形條件與特點，以此來將特定的測繪條件為根據(jù)進行設(shè)計，不但應(yīng)該對實際的測繪范圍有效掌握。還應(yīng)該對測繪地形、風向等多個條件進行考慮，精準地標識出無人機起飛的部位與下降的部位，對航空拍攝路線與各項指標信息科學(xué)規(guī)劃。在做好充分準備以后，工作人員即可進行航攝工作，并依據(jù)設(shè)計好的計劃進行外景拍攝。在此進程中，工作者應(yīng)該嚴格控制好飛行圖像的重疊性，不論是正方向或者是側(cè)方向，都應(yīng)該保障達到80%以上的重疊性，這樣才可以使得無人機所拍攝出的圖像信息可以符合測繪作業(yè)特殊性要求[4]。

在進行外業(yè)航空拍攝作業(yè)的進程中，工作人員首先應(yīng)該對無人機合理處理，工作者需要依次安裝機身構(gòu)件以及航攝所用彈射架，安裝工作進行完成以后設(shè)定指標數(shù)據(jù)，錄入無人機飛行的相關(guān)信息，之后就可以啟動無人機，順著預(yù)期設(shè)定好的路線飛行并拍攝。其次，在進行航空拍攝的進程中，會產(chǎn)生較多的資料數(shù)據(jù)，如若要想將這些信息快速有效地傳輸出去，那么就應(yīng)該設(shè)置相應(yīng)的信息輸送系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以及時掌握無人機的飛行位置，并且工作者也可以借助這一系統(tǒng)來更好地控制無人機，經(jīng)由此系統(tǒng)來傳輸信息資料。無人機巡航模式是依據(jù)預(yù)設(shè)好的線路與參數(shù)指標來進行飛行拍攝，需要工作者隨時觀察并分析周邊環(huán)境實際情況與無人機的運行狀態(tài)，如若產(chǎn)生異常事故問題，應(yīng)該馬上進行應(yīng)對。最后，在完成航空拍攝任務(wù)以后，無人機可以在著陸點自動下降，在著陸進程中應(yīng)該觀察該環(huán)境范圍的情況，如若降落點突然發(fā)生干擾，那么應(yīng)該合理調(diào)控，如若沒有異常事故問題，那么可以正常進行著陸。等待無人機降落以后，工作人員還應(yīng)該對其展開全面檢查，以此保障其處于完善狀態(tài)。

5 無人機航拍技術(shù)改進措施

隨著當今時代我國航拍技術(shù)的持續(xù)進步與優(yōu)化，無人機自身所具有的缺陷之處已經(jīng)顯著減少[5]。雖然為順利完成航拍工作提供了有效保障，但是依舊需要在平時強化對無人機航拍的技能練習。在沒有進行航拍作業(yè)的進程中，工作人員必須全面掌握整個無人機設(shè)備的構(gòu)成部分、無人機基礎(chǔ)操控方式與無人機飛行過程中需要注意的事項，在平時練習的過程中也應(yīng)該盡可量多地應(yīng)用姿態(tài)模式，降低對GPS技術(shù)、智能飛行模式的依賴，并多應(yīng)用手動操作方式，提升工作人員操控水平，保障處于復(fù)雜地形環(huán)境中依舊可以正常升降設(shè)備并展開拍攝作業(yè)，加長無人機應(yīng)用壽命。

6 結(jié)束語

綜上所述，以往所用的測繪技術(shù)無法有效滿足現(xiàn)階段測繪工作的標準與要求，而無人機航拍技術(shù)的誕生與應(yīng)用，在一定程度上推動了測繪工程測量工作的發(fā)展與進步。測繪工作的精密性將會對后續(xù)工程的開展以及工程整體質(zhì)量造成帶來較大影響。應(yīng)用航拍技術(shù)可以更好地提升測繪整體質(zhì)量與整體水平，保障現(xiàn)階段測繪工作開展水平，相關(guān)工作人員也應(yīng)該加大對無人機航拍技術(shù)的研究力度，以此促使無人機航拍技術(shù)可以更好地發(fā)揮出相應(yīng)的價值效用。