王璟

（江蘇省水文地質(zhì)工程地質(zhì)勘察院，江蘇淮安223002）

1 引言

在現(xiàn)代化社會(huì)的發(fā)展中，很多先進(jìn)的數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)得到了推廣和應(yīng)用。無(wú)人機(jī)測(cè)繪技術(shù)利用遙感系統(tǒng)測(cè)繪復(fù)雜區(qū)域，在數(shù)據(jù)采集和處理過(guò)程中存在很大優(yōu)勢(shì)，為后續(xù)工作人員的數(shù)據(jù)整理和分析工作提供了很大便利?；诖耍疚慕榻B了無(wú)人機(jī)測(cè)繪數(shù)據(jù)處理關(guān)鍵技術(shù)，并對(duì)無(wú)人機(jī)測(cè)繪數(shù)據(jù)處理技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了研究。

2 無(wú)人機(jī)測(cè)繪數(shù)據(jù)處理關(guān)鍵技術(shù)

2.1 數(shù)字正射影像技術(shù)

數(shù)字正射影像是利用數(shù)字高程模型對(duì)數(shù)字化的航空像片、遙感影像進(jìn)行掃描、處理，經(jīng)逐個(gè)象元進(jìn)行投影差改正，再按影像鑲嵌，根據(jù)圖幅范圍剪裁生成的影像數(shù)據(jù)。在無(wú)人機(jī)測(cè)繪過(guò)程中，應(yīng)用專(zhuān)業(yè)的地理信息遙感軟件對(duì)原始遙感影像經(jīng)過(guò)輻射校正、幾何校正后，消除各種畸變和位移誤差，獲取包含地理信息和各種專(zhuān)題的衛(wèi)星遙感數(shù)字正射影像地圖，這項(xiàng)技術(shù)的影像信息齊全、飽滿，整體色調(diào)清晰均勻，反差適中。

2.2 空中三角測(cè)量

在無(wú)人機(jī)測(cè)繪數(shù)據(jù)處理過(guò)程中，空中三角測(cè)量在很大程度上影響著測(cè)繪結(jié)果的精度?？罩腥菧y(cè)量的主要內(nèi)容是像點(diǎn)匹配、平差計(jì)算、電測(cè)控制。其中，像點(diǎn)匹配需要由計(jì)算機(jī)完成，技術(shù)人員需要在計(jì)算機(jī)中合理地設(shè)計(jì)參數(shù)，將無(wú)人機(jī)測(cè)繪獲取的像點(diǎn)導(dǎo)入計(jì)算機(jī)中，以完成像點(diǎn)匹配工作[1]。在無(wú)人機(jī)飛行過(guò)程中，能夠調(diào)整自身的飛行姿勢(shì)，這樣其拍攝角度也會(huì)出現(xiàn)很大變化，導(dǎo)致測(cè)繪數(shù)據(jù)誤差問(wèn)題。因此，在測(cè)繪數(shù)據(jù)處理過(guò)程中，可以引用迭代算法和像點(diǎn)匹配算法，實(shí)現(xiàn)控制目標(biāo)物體平面位置誤差和高層誤差的預(yù)期目標(biāo)。

3 無(wú)人機(jī)測(cè)繪數(shù)據(jù)處理關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用

3.1 在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

無(wú)人機(jī)測(cè)繪數(shù)據(jù)處理關(guān)鍵技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用，能夠快速獲取航測(cè)影像，提高了影像的精度，有助于全面掌握環(huán)境污染情況和排污污染情況。另外，在環(huán)境監(jiān)測(cè)方面，無(wú)人機(jī)測(cè)繪數(shù)據(jù)處理關(guān)鍵技術(shù)還可以在海洋監(jiān)測(cè)、濕地監(jiān)測(cè)、固體污染物監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。

3.2 在災(zāi)情救援中的應(yīng)用

目前，我國(guó)自然災(zāi)害越來(lái)越頻繁，尤其是地震災(zāi)害，無(wú)人機(jī)測(cè)繪數(shù)據(jù)處理技術(shù)在災(zāi)情救援工作中發(fā)揮著重要作用，無(wú)人機(jī)測(cè)繪技術(shù)的靈活性和機(jī)動(dòng)性賀強(qiáng)，能夠迅速、準(zhǔn)確地獲取災(zāi)區(qū)地段影像，為災(zāi)情救援工作提供了便利，為災(zāi)區(qū)人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全提供保障。

3.3 礦山測(cè)繪

首先，無(wú)人機(jī)航路設(shè)計(jì)采用航空攝影獲取礦山地形、地形、總面積、周邊交通等數(shù)據(jù)和信息。要想滿足礦山測(cè)繪的需要，測(cè)繪人員需要確定無(wú)人機(jī)的飛行高度、分辨率等飛行參數(shù)。其次，測(cè)繪人員需要做好地面控制工作，提前確定測(cè)繪點(diǎn)，方便無(wú)人機(jī)采取高精度數(shù)碼相機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。另外，在初次射飛行成以后，測(cè)繪人員需要及時(shí)查看無(wú)人機(jī)反饋的飛行信息，如果測(cè)圖數(shù)據(jù)不滿足使用要求，測(cè)繪人員需要調(diào)整無(wú)人機(jī)的拍攝角度、飛行高度，并重新拍攝獲得更多的測(cè)繪數(shù)據(jù)。最后，測(cè)繪人員要對(duì)無(wú)人機(jī)采集的測(cè)繪數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和整合，以獲取完善的礦山地形特征、交通狀況、植被覆蓋等信息，為后期的礦山開(kāi)采工作提供指導(dǎo)。

4 無(wú)人機(jī)測(cè)繪數(shù)據(jù)處理關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用實(shí)例

4.1 工程概況

某地形圖測(cè)量位于盱眙縣仇集鎮(zhèn)棋盤(pán)山礦區(qū)范圍內(nèi)，共6 個(gè)采礦區(qū)，南北長(zhǎng)度是3.3km，東西長(zhǎng)度是2km，測(cè)區(qū)屬于丘陵地區(qū)，平均海拔是100m，最大高差是100m，植被主要是灌木林、草地，以及水稻、果園等經(jīng)濟(jì)作物。

4.2 應(yīng)用實(shí)踐

相關(guān)部門(mén)在接收委托方委托后，立即組織人員、設(shè)備收集前期測(cè)量資料，為完成外業(yè)測(cè)量工作提供支持，以滿足委托方的工期要求，還需要按照委托方要求提交地形圖和DOM 數(shù)據(jù)成果，主要工作是：（1）1頤2000 地形圖測(cè)量、4.26km2；（2）29 個(gè)測(cè)設(shè)相控點(diǎn)；（3）測(cè)區(qū)DOM 數(shù)據(jù)。并且可以將業(yè)主提供的礦區(qū)測(cè)量范圍線作為地形測(cè)繪的工作依據(jù)。

4.2.1 飛行平臺(tái)與航攝儀選擇

航飛任務(wù)的飛行平臺(tái)是上海寰鷹旋翼無(wú)人機(jī)航測(cè)系統(tǒng)，各項(xiàng)參數(shù)已達(dá)到檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，滿足航空攝影測(cè)量要求。中海達(dá)icamQ5型五鏡頭相機(jī)，23.5mm伊15.4mm 全畫(huà)幅，像素2000 萬(wàn)，像元4.25滋m，鏡頭正攝16mm，側(cè)視20mm 定焦，文件格式JPEG。

4.2.2 航攝參數(shù)

根據(jù)相關(guān)要求，航向重疊度一般為85%～75%，旁向重疊度是60%，根據(jù)攝區(qū)地形條件和氣象條件，地面分辨率是10cm，根據(jù)地面分辨率選擇相對(duì)飛行高度200m，各項(xiàng)分辨率設(shè)計(jì)都滿足精度要求。

4.2.3 像控測(cè)量

測(cè)量29 個(gè)像片控制點(diǎn)，隨機(jī)抽取5 個(gè)進(jìn)行實(shí)地測(cè)量，平面中誤差是0.110m，高程中誤差是0.117m[2]。

4.2.4 航空內(nèi)業(yè)

在空三加密立體量測(cè)控制點(diǎn)的過(guò)程中，需要綜合判定點(diǎn)位，針對(duì)個(gè)別錯(cuò)點(diǎn)、疑點(diǎn)校核左右像對(duì)、上下航線同名目標(biāo)，確保點(diǎn)位的準(zhǔn)確性，相對(duì)定向環(huán)節(jié)連接點(diǎn)的上下視差中誤差需要控制在0.02mm 范圍內(nèi)。并且利用光束法區(qū)域網(wǎng)平差程序的粗差檢測(cè)功能，計(jì)算并修改系統(tǒng)誤差，并針對(duì)公共定向點(diǎn)和檢查點(diǎn)做好中誤差統(tǒng)計(jì)。除此之外，在完成測(cè)區(qū)空三加密工作后，需要完成內(nèi)業(yè)檢查工作，測(cè)區(qū)空三加密過(guò)程、結(jié)果相對(duì)定向精度滿足設(shè)計(jì)要求。

4.2.5 外業(yè)調(diào)繪及補(bǔ)測(cè)

在外業(yè)調(diào)繪過(guò)程中，需要利用內(nèi)業(yè)采集的線劃圖打印紙質(zhì)圖，安排作業(yè)員實(shí)地定性補(bǔ)調(diào)，調(diào)繪內(nèi)容統(tǒng)一按照線寬小于0.3mm 的藍(lán)色、補(bǔ)調(diào)用紅色簽字筆清繪在圖紙中，并用藍(lán)色簽字筆標(biāo)注房檐改正數(shù)，一般寫(xiě)在建筑物改正邊長(zhǎng)內(nèi)部。一般外業(yè)量取的各類(lèi)定位數(shù)據(jù)長(zhǎng)度單位按m 注記，一般取至0.01m。另外，在補(bǔ)測(cè)時(shí)，測(cè)繪人員需要先繪出地物形狀、丈量相關(guān)邊長(zhǎng)，標(biāo)出定位點(diǎn)，利用全站儀等方法測(cè)量定位點(diǎn)后再交由調(diào)繪人員確認(rèn)，確保不丟漏新增地物。

4.2.6 地形圖編輯

地形圖編輯需要注意以下事項(xiàng)：（1）內(nèi)業(yè)保留外業(yè)確認(rèn)的地物，不存在變化的地貌要素，針對(duì)航內(nèi)判讀不清晰、不準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，需要根據(jù)外業(yè)數(shù)據(jù)進(jìn)行修改；（2）所有圖幅進(jìn)行接邊處理，圖幅間的接邊保證線狀要素必須合理、完整，不出現(xiàn)無(wú)縫地連接，在各項(xiàng)圖幅編輯完成后，提交數(shù)據(jù)前需要安排專(zhuān)人做好街區(qū)和街區(qū)的總接邊；（3）提交的圖形和數(shù)據(jù)需要清理多余的層、塊和線型等垃圾數(shù)據(jù)；（4）提交的所有數(shù)據(jù)必須進(jìn)行100%內(nèi)業(yè)檢查；（5）所有成圖數(shù)據(jù)均回放了紙圖，進(jìn)行了圖面檢查；（6）提交圖形數(shù)據(jù)的屬性數(shù)據(jù)部分均進(jìn)行了對(duì)照核實(shí)。

4.2.7 上交成果資料清單

上交成果資料主要是1頤2000 地形圖電子拷貝1 份，測(cè)區(qū)數(shù)字正射影像圖電子拷貝1 份。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在新時(shí)期的快速發(fā)展中，很多先進(jìn)技術(shù)已融入測(cè)繪行業(yè)的發(fā)展中，無(wú)人機(jī)測(cè)繪技術(shù)在測(cè)繪行業(yè)中發(fā)揮著重要作用，尤其在數(shù)據(jù)處理中的優(yōu)勢(shì)比較明顯，能夠有效地采集特殊區(qū)域的數(shù)據(jù)和信息，在很大程度上提升了測(cè)繪工作的整體效率。