王傳亮

上海川河水利規(guī)劃設計有限公司，中國·上海 200000

無人機；航空攝影測量；地形圖測繪

1 引言

隨著中國科技水平的不斷發(fā)展，在日常生產(chǎn)過程中智能化的技術(shù)也漸漸取代了傳統(tǒng)的人力。一方面是由于智能化技術(shù)能夠完成很多人們無法完成的事情，另一方面是能夠形成更為精確的生產(chǎn)過程。無人機航空攝影測量技術(shù)就是其中的一種，在傳統(tǒng)的測量過程中受到地理、環(huán)境等多項因素的影響導致地形圖測繪過程中存在很大的誤差，一定程度上給測繪工程的建設和發(fā)展帶來阻礙。無人機航空攝影測量集合了3G 技術(shù)、數(shù)字通信技術(shù)、信息技術(shù)等，能夠完成高精度測量，在投入使用過程中受到了一致認可，同時也促進了社會的進步和發(fā)展。

2 無人機航空攝影測量技術(shù)概述

無人機航空攝影測量技術(shù)是近年來應用較為廣泛的一種測繪技術(shù)，也是當前測繪工程測量工作的發(fā)展方向，在建設數(shù)字化城市的過程中也起著重要的作用。該技術(shù)憑借成本低、精確度高、測量速度快等優(yōu)勢被廣泛運用于測繪工程中，再者，該技術(shù)的適用范圍較廣且測量方式豐富多樣，所以也被用于其他領(lǐng)域并得到了很好的應用效果。但是，在利用該技術(shù)時必須要注意以下幾方面。首先，在測量之前需要確定無人機的種類，這就需要工作人員針對相應的地形和工程測量狀況來選擇符合要求的無人機，選擇完成之后，對其進行調(diào)試，以便及時、準確地獲取相關(guān)信息。其次，在應用無人機進行測量時需要工作人員設計好相應的航線，該航線的設計需要秉持簡潔、準確的原則，避免因外界環(huán)境和多種因素干擾影響無人機的測量精確度。在實際測量前，需要工作人員在現(xiàn)場對無人機進行調(diào)試。最后，在實際拍攝過程中應當確保無人機的像控點分布，再針對其得到的信息和圖片進行數(shù)據(jù)處理工作，以此來保證數(shù)據(jù)的準確性。

3 無人機航空攝影測量技術(shù)的優(yōu)勢

3.1 數(shù)據(jù)獲取率高

相較于傳統(tǒng)測繪技術(shù)而言，無人機航空攝影技術(shù)具有較高的數(shù)據(jù)獲取率，不僅可以在短時間內(nèi)實現(xiàn)數(shù)據(jù)的獲取，縮短數(shù)據(jù)處理的時間，還可以使相關(guān)信息更為清晰地呈現(xiàn)出來，便于后續(xù)數(shù)據(jù)處理工作的進行。無人機航空測量技術(shù)集合了數(shù)據(jù)通信技術(shù)、GPS定位技術(shù)、遙測遙控技術(shù)等多種測量技術(shù)，這些技術(shù)都解放了大量人力，利用自動化的控制系統(tǒng)就可以進行無人機的控制，突破了傳統(tǒng)測量的局限性，使用范圍大，靈活便捷，提高了測量工程的數(shù)據(jù)采集效率，一定程度上降低了成本，給企業(yè)帶來了更多的經(jīng)濟效益。

3.2 響應能力快

一般情況下，無人機航空攝影大都采用低空飛行的工作形式，這種形式下的測量具有明顯的優(yōu)勢。首先，空域申請方便；其次，不易受到天氣狀況的影響；最后，不需要設置專門的起飛降落場地。在無人機實際測量過程中只需要平整的路面就可以完成起飛和降落的工作。不同于傳統(tǒng)的飛機需要大量的時間來進行準備飛行工作，無人機的起飛準備工作只需要15min 就可以完成，一定程度上為測量過程省去了大量時間。此外，通常情況下，無人機內(nèi)部會裝車載系統(tǒng)，這一系統(tǒng)可以讓無人機的測量結(jié)果更具針對性。

3.3 經(jīng)濟效益高

傳統(tǒng)的測量技術(shù)需要耗費大量的人力、物力，還不一定能取得較好的測量效果，給企業(yè)帶來了嚴重的經(jīng)濟損失，但利用無人機航空攝影技術(shù)就可以很好地解決這一問題。該技術(shù)成本較低，在實際測量過程中也不需要大量的人力，只需要幾名操作人員就可進行測量工作。該技術(shù)能夠重復使用，不會局限于場地的限制。此外，由于技術(shù)中融合了現(xiàn)代化的通信、網(wǎng)絡、計算機技術(shù)等，在測量結(jié)果的獲取上具有較高的準確性和實效性。因此，也能夠避免因測量誤差給工程的周期和經(jīng)濟效益所帶來的不良影響，提高了測繪工程的測量效率和企業(yè)的經(jīng)濟效益。

4 DOM 技術(shù)的應用

DOM 技術(shù)是無人機航空攝影技術(shù)中的一項核心工藝，該技術(shù)會直接影響到無人機測量的準確性。DOM 技術(shù)主要是在無人機拍攝的圖片和影像中進行樣本采集，針對樣本中出現(xiàn)的失真問題及時進行處理，使獲得的正射影像圖更為標準。在該技術(shù)的應用過程中，首先需要無人機對數(shù)據(jù)進行采集，通過這一過程進行定向操作，再針對獲得的信息進行影像鑲嵌和正射糾正，最后獲得DOM 成果[1]。在對地形圖測繪的過程中的DOM 技術(shù)主要是控制測量像片，將無人機獲得的信息和影像資料結(jié)合起來，接著再結(jié)合空中三角測量所得到的地形情況進行分析，從而獲得需要測量區(qū)域的特征，再針對這一特征進行信息處理，從而能夠獲得相應的測量結(jié)果[1]。

5 相片控制

利用無人機航空攝影技術(shù)對地形圖進行測繪的過程中，能夠很好地控制相片，便于更為全面地掌握被測區(qū)域的地形。在相片控制的過程中，無人機可以與定位系統(tǒng)結(jié)合起來，對區(qū)域進行航拍，拍出來的相片數(shù)據(jù)可以與當?shù)貐^(qū)域?qū)嶋H相對應并且可以實現(xiàn)相互轉(zhuǎn)換，從而達到準確測量的目的[2]。此外，無人機不同于傳統(tǒng)的飛機需要大量的時間來進行準備飛行工作，無人機的起飛準備工作只需要15min 就可以完成，一定程度上為測量過程省去了大量時間。此外，通常情況下，無人機內(nèi)部會裝車載系統(tǒng)，這一系統(tǒng)可以讓無人機的測量結(jié)果更具針對性，因此響應性比較高，在接收數(shù)據(jù)信息時可以更好的體現(xiàn)時效性。因此，在實際的測量過程中，可以提前對相片控制點進行設計與布置，結(jié)合相應的定位系統(tǒng)來掌握區(qū)域信息，需要尤其注重點與位置的關(guān)系，防止影響后期測量過程。

6 空中三角測量

空中三角測量是無人機航空攝影測量中最為關(guān)鍵的一項應用，要想使測量結(jié)果更加精準有效，就需要對三角測量工作的流程進行確定。在空中三角測量的計算過程中需要使用到一些測繪軟件和系統(tǒng)，如光束平差軟件、高分辨率遙感影像測圖系統(tǒng)。在實際的測量過程中，需要做好前期的準備工作，通過將原始數(shù)據(jù)制作成JPG 格式，再明確攝像機的焦距、校驗文件、像元尺寸等要點，從而確保拍攝過程的正常進行。此外，還需要對航空線路配合表、航空拍攝POS 數(shù)據(jù)等進行確定。其次，需要對無人機攝影數(shù)據(jù)進行畸變差矯正，利用無人機測量拍出的相片，由于相機的問題會讓相片出現(xiàn)邊緣畸變，這些畸變都需要通過程序來矯正。通常情況下，在畸變差矯正的過程中使用VzLowCor 這一軟件進行圖像處理。在畸變差校正完成以后，需要針對測量區(qū)域來創(chuàng)建高程文件，引用校正后的影像再結(jié)合其他測量的參數(shù)，應用系統(tǒng)自動定向的功能解決偏移量的問題，清除精差較大的影像點，從而獲得更為準確的測繪結(jié)果。在自動定向的過程中需要保證定向點多于相片900 個，這樣才可以實現(xiàn)分布的準確性[3]。在利用光束平差軟件進行平差計算的過程中，通常采用的是PAT-B 光束法，對平差計算后的結(jié)果應當要做好復核工作，必要時可以進行調(diào)整防止出現(xiàn)誤差。此外，測繪之后的區(qū)域在需要時可以進行合并，如果在合并過程中出現(xiàn)精度誤差就需要再次合并，并對區(qū)域的外方位和加密點進行處理，從而能夠更好地實現(xiàn)合區(qū)接邊。此外，可以利用空中三角形加密的方式生成相應的文件來幫助復原三維模型，針對加密的文件應當做好整理和歸檔工作[2]。

7 數(shù)字線劃圖的生成

通常情況下，在無人機航空攝影測量技術(shù)中會生成最終的數(shù)字線劃圖。在此過程中，通常是利用全數(shù)字攝影測繪工作站來進行信息的編輯工作。在編輯完成以后，需要將圖紙設計為DWG 再進行提交。在數(shù)字線劃圖工作中，需要注意以下幾個問題。（1）在進行測量之前就需要做好地面三維模型的建立，從而能夠讓測量更為定向地開展。在工作進行時需要人工與自動進行交互，在此過程中會存在一定的誤差，在實際工作過程中，尤其需要工作人員提高注意力，注意操作的規(guī)范性，防止誤差過大對測量結(jié)果造成影響。（2）為了提高測繪的準確性，針對不同的要求應當利用不同的代碼、線型、顏色來賦予，以此來做好區(qū)分。（3）在日常工作中，針對該項技術(shù)應當做好工作人員的培訓工作。讓工作人員能夠充分掌握有關(guān)地形圖比例尺和制圖知識，能夠了解航空測繪的規(guī)范操作和圖示要求，能夠?qū)?shù)據(jù)信息有著強大的觀察和識別能力。此外，還需要有強烈的責任心，能夠確保測量工作的正常開展。（4）當測繪過程中遇到河流陡巖時，就需要區(qū)分有灘陡巖水涯線和無灘陡巖水涯線。通常情況下，有灘陡巖水牙線需要以正常水位完成數(shù)據(jù)的采集工作，而無灘陡巖水涯線在測量過程中需要觀察棱線位置。在測量池塘時應當用沿塘坎進行測繪。（5）在針對收集到的數(shù)據(jù)進行測繪的過程中，針對地貌需要利用等高線內(nèi)插的功能。但是，在利用該功能的過程中也要注意主體偏沉這一問題，這就需要工作人員在實際操作過程中進行不斷地完善[3]。

8 立體采編測量

通常情況下，在測繪工程中利用無人機航空攝影技術(shù)完成對區(qū)域的測量之后，需要對收集到的數(shù)據(jù)信息進行統(tǒng)一的采編過程，這樣才能確保測量數(shù)據(jù)的可靠性。對此，在實際的測量過程中，需要尤其重視后期節(jié)點數(shù)據(jù)處理工作，針對獲得的數(shù)據(jù)，工作人員必須要將各種數(shù)字影像信息符號化，手繪水涯線和等高線，手動標記出誤差較大的地方并進行處理，以此來不斷提高數(shù)據(jù)處理的準確性，使得地形圖測繪更為精準有效。

9 結(jié)語

綜上所述，無人機航空攝影測量技術(shù)具有較大優(yōu)勢，將其利用在地形圖測繪的過程中，可以避免環(huán)境因素的影響，使測量結(jié)果更具準確性。在該技術(shù)的應用過程中也需要注意應針對性地采取相應的措施來提高地形圖測量質(zhì)量，正確規(guī)范地利用DOM 技術(shù)、相片控制技術(shù)、空中三角形測量技術(shù)、數(shù)字線劃圖技術(shù)、立體采編技術(shù)等，從而讓無人機航空攝影測量技術(shù)充分發(fā)揮其安全靈活、實效性強、響應快、成本低等優(yōu)勢，不斷推動測繪工程的進步，帶動企業(yè)的可持續(xù)性發(fā)展。