張富蘭

（上海泓源建筑工程科技股份有限公司，上海 201707）

利用無(wú)人機(jī)來(lái)進(jìn)行航空攝影測(cè)量時(shí)，無(wú)人機(jī)在遙控操作下飛至指定區(qū)域，并通過(guò)無(wú)人機(jī)上所搭載的攝像設(shè)備來(lái)對(duì)地面的被測(cè)目標(biāo)進(jìn)行拍攝以及測(cè)量，為地形圖的測(cè)繪工作提供重要的數(shù)據(jù)信息。隨著近年來(lái)我國(guó)無(wú)人機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，技術(shù)的成熟度越來(lái)越高，同時(shí)該技術(shù)還具有靈活執(zhí)行多種測(cè)繪任務(wù)，并快速完成外業(yè)測(cè)繪工作的特點(diǎn)，同時(shí)技術(shù)應(yīng)用的成本也在不斷地降低，因此在工程測(cè)量方面得到了廣泛應(yīng)用，有效地提高地形圖測(cè)繪的數(shù)字化和信息化水平。在對(duì)河道進(jìn)行地形圖測(cè)繪工作時(shí)，利用無(wú)人機(jī)技術(shù)來(lái)進(jìn)行航空攝影測(cè)量可以極大地降低縮短測(cè)繪所需的時(shí)間，減少外業(yè)測(cè)繪任務(wù)量，提高測(cè)繪結(jié)果的準(zhǔn)確性。所以測(cè)繪人員要準(zhǔn)確掌握相關(guān)的技術(shù)要點(diǎn)和操作規(guī)程，擴(kuò)大無(wú)人機(jī)技術(shù)的應(yīng)用范圍，全面提高測(cè)繪技術(shù)水平。

1 在河道地形圖測(cè)繪中應(yīng)用無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量技術(shù)分析

1.1 合理布設(shè)像控點(diǎn)

合理布設(shè)像控點(diǎn)是無(wú)人機(jī)航攝測(cè)量中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，像控點(diǎn)的布設(shè)將對(duì)河道地形圖測(cè)繪的精度產(chǎn)生重要的影像。通常應(yīng)在無(wú)人機(jī)航向或者旁向5、6片相互重疊的片區(qū)內(nèi)平高點(diǎn)設(shè)置像控點(diǎn)，這樣可以提高像控點(diǎn)的利用率。同時(shí)應(yīng)盡量選擇鄰近旁向重疊中線的位置來(lái)設(shè)置像控點(diǎn)。如果旁向重疊面積過(guò)大或者過(guò)小，造成相鄰航線無(wú)法公用像控點(diǎn)時(shí)，則應(yīng)采用分別布設(shè)像控點(diǎn)的方式。如果像控點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)或者主點(diǎn)周圍有云影或者水域存在時(shí)，應(yīng)將視為落水而進(jìn)行處理[1]。落水的位置以及范圍如果對(duì)模型連接沒(méi)有明顯的影響時(shí)，可以仍然采用正常航線的像控點(diǎn)布點(diǎn)方式。

1.2 無(wú)人機(jī)航攝中的空三加密技術(shù)

無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量在河道地形圖測(cè)繪中的應(yīng)用中，空三加密是一個(gè)重要環(huán)節(jié)，同時(shí)有很多因素都會(huì)影響空三加密的精度。

1.2.1 對(duì)影像進(jìn)行預(yù)處理的技術(shù)要點(diǎn)

由于無(wú)人機(jī)一般體量較小，在抗風(fēng)能力上有一定的局限性，只能搭載非量測(cè)相機(jī)進(jìn)行拍攝，因此產(chǎn)生隨機(jī)畸變以及系統(tǒng)畸變誤差的概率比較大。所以應(yīng)首先對(duì)鏡頭的畸變誤差進(jìn)行處理，再進(jìn)行空三加密。同時(shí)航攝光學(xué)設(shè)備也存在一定的缺陷，日照或大氣等因素都可能對(duì)影像的成像效果產(chǎn)生影響，造成同一航帶或者航線間相片出現(xiàn)明暗及色彩不一致的問(wèn)題。在進(jìn)行空三加密處理前，要對(duì)全部航片統(tǒng)一進(jìn)行調(diào)色調(diào)光，從而使測(cè)區(qū)內(nèi)全部影像能夠保持比較適中明暗關(guān)系以及色調(diào)均勻一致的色彩，從而提高同名點(diǎn)定向匹配的準(zhǔn)確程度[2]。

1.2.2 通過(guò)人工方式干預(yù)模型連接點(diǎn)的技術(shù)要點(diǎn)

由于在對(duì)河道進(jìn)行地形圖測(cè)繪時(shí)往往存在大面積的水域，因此在連接點(diǎn)生成后應(yīng)對(duì)空三加密精度進(jìn)行檢查，并將模型連接點(diǎn)中存在較大殘差的點(diǎn)提出，然后在對(duì)連接點(diǎn)的強(qiáng)度以及分布情況進(jìn)行檢查。在有樹(shù)木、水草、灘地或者船等地物存在時(shí)，由于特征不突出，因此連接點(diǎn)比較容易出現(xiàn)誤差的點(diǎn)位，在將其刪除后可以通過(guò)手動(dòng)方式來(lái)進(jìn)行連接點(diǎn)的添加操作。如果有連接點(diǎn)空洞存在時(shí)，也應(yīng)通過(guò)手動(dòng)方式進(jìn)行立體測(cè)量，從而完成連接點(diǎn)的增加，將空洞補(bǔ)充完整，使測(cè)區(qū)模型以及系統(tǒng)更加穩(wěn)定。所有影像的標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)保證有超過(guò)6個(gè)模型連接點(diǎn)存在。如果被測(cè)區(qū)域被植被或水面覆蓋，難以對(duì)其進(jìn)行準(zhǔn)確的判讀時(shí)，其連接要求應(yīng)適當(dāng)放寬[3]。

1.2.3 刪除不可信點(diǎn)的技術(shù)要點(diǎn)

在匹配模型時(shí)，如果一些點(diǎn)的重疊度比較小，應(yīng)屬于不可信點(diǎn)。特別是當(dāng)某點(diǎn)只存在兩度重疊時(shí)，由于其只能與2張像片相連接，因此可信度比較低，在進(jìn)行空三加密時(shí)應(yīng)刪除這些不可信點(diǎn)。要注意的是，如果兩度重疊點(diǎn)位于航線頭時(shí)，則應(yīng)保留。

1.2.4 量測(cè)控制點(diǎn)的技術(shù)要點(diǎn)

量測(cè)控制點(diǎn)時(shí)既可以采取先以人工方式對(duì)全部地面控制點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，再自動(dòng)提取連接點(diǎn)的立體量測(cè)方式，也可以采取連接點(diǎn)被自動(dòng)提取、后處理完成后再通過(guò)人工方式來(lái)對(duì)控制點(diǎn)進(jìn)行立體量測(cè)的方式。而第一種方式是實(shí)踐應(yīng)用中比較常用的量測(cè)方法。

1.2.5 檢查空三精度的技術(shù)要點(diǎn)

自動(dòng)完成連接點(diǎn)的匹配后，還要根據(jù)空三平差結(jié)果來(lái)對(duì)控制點(diǎn)平差及連接點(diǎn)的精度進(jìn)行檢查。由于平差參數(shù)的設(shè)置會(huì)直接影響空三平差的精度，因此應(yīng)選擇在立體環(huán)節(jié)中對(duì)空三平差結(jié)果進(jìn)行檢查。在對(duì)空三精度進(jìn)行立體檢查時(shí)，應(yīng)依次檢查模型連接點(diǎn)位置的精度、模型是否有視差存在、控制點(diǎn)位置的準(zhǔn)確性及空三接邊的準(zhǔn)確性等參數(shù)。在檢查過(guò)程中應(yīng)對(duì)所有的指標(biāo)參數(shù)逐一進(jìn)行檢查，確保其精度能夠符合空三加密的要求。

1.3 利用無(wú)人機(jī)航攝技術(shù)對(duì)河道進(jìn)行數(shù)字測(cè)圖

目前空三加密成果主要是利用Impho軟件自動(dòng)生成，然后再通過(guò)Mapmatrix航天遠(yuǎn)景軟件來(lái)進(jìn)行DL+G立體采集。在內(nèi)業(yè)測(cè)繪中，如果地貌要素以及地物可以進(jìn)行準(zhǔn)確判讀的應(yīng)全部進(jìn)行采集，同時(shí)還應(yīng)盡可能準(zhǔn)確采集并標(biāo)記難以判讀的準(zhǔn)確的要素，并通過(guò)調(diào)繪來(lái)加以確認(rèn)。此外，應(yīng)嚴(yán)格遵守調(diào)繪計(jì)劃來(lái)進(jìn)行外業(yè)調(diào)繪和補(bǔ)測(cè)作業(yè)。在外業(yè)調(diào)繪時(shí)應(yīng)準(zhǔn)確判斷，并合理運(yùn)用各種符號(hào)，提高描繪以及注記的準(zhǔn)確性。最后要將調(diào)繪成果以及立體測(cè)圖結(jié)果等要素?cái)?shù)據(jù)準(zhǔn)確錄入到系統(tǒng)中，從而保證河道地形圖測(cè)繪的精確性。

2 無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量在河道地形圖測(cè)繪中的實(shí)際應(yīng)用分析

某工程需要對(duì)1 km范圍內(nèi)的河道進(jìn)行地形圖測(cè)繪，在測(cè)繪中采用了無(wú)人機(jī)，并在無(wú)人機(jī)上搭載了差分定位設(shè)備與其慣性導(dǎo)航設(shè)備相配合，以提高航攝測(cè)量的精度。同時(shí)在無(wú)人機(jī)上還搭載了像素為7 360×4 912的航攝微單相機(jī)。在航攝測(cè)量過(guò)程中采取的是區(qū)域網(wǎng)方式來(lái)進(jìn)行像控點(diǎn)的布設(shè)，同時(shí)在空三加密處理中使用的是Inpho軟件。

首先對(duì)模型連接的準(zhǔn)確性進(jìn)行檢查，并根據(jù)空三加密報(bào)告分別對(duì)空三平差模型的連接點(diǎn)位置、模型的準(zhǔn)確性、控制點(diǎn)位置的精確性以及平差精度等逐一進(jìn)行了詳細(xì)的檢查，確保其均符合精度要求，能夠?yàn)榱Ⅲw測(cè)圖提供準(zhǔn)確的參考數(shù)據(jù)。同時(shí)通過(guò)數(shù)字測(cè)圖的相關(guān)技術(shù)對(duì)河道地形圖進(jìn)行調(diào)繪、補(bǔ)測(cè)以及編輯，并由質(zhì)檢部門通過(guò)外業(yè)自檢方式來(lái)對(duì)該河道的地形圖進(jìn)行了檢查，檢查合格后就可以提交該河道地形圖以及相關(guān)的檢查資料了。

3 結(jié)語(yǔ)

利用無(wú)人機(jī)技術(shù)可以對(duì)河道進(jìn)行航空攝影測(cè)量，并很好地完成地形圖的測(cè)繪工作。無(wú)人機(jī)航攝測(cè)量技術(shù)能夠有效提高河道地形測(cè)繪的精確性，減少測(cè)繪工作所消耗的時(shí)間以及外業(yè)測(cè)繪的工作量，從而使河道地形圖具有更高的時(shí)效性，同時(shí)也可以提高河道地形圖的數(shù)字化和信息化程度，從而為相關(guān)工程的建設(shè)提供更加科學(xué)客觀的數(shù)據(jù)信息。因此測(cè)繪部門應(yīng)擴(kuò)大無(wú)人機(jī)技術(shù)在測(cè)繪工作中的應(yīng)用范圍，全面提高我國(guó)測(cè)繪工作的水平，促進(jìn)測(cè)繪行業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展。