劉占利

摘 要：本文對無人機高空航拍這一新型的攝影技術(shù)進行了詳細地分析，并指出了其在工程測量測繪中的應(yīng)用的現(xiàn)狀及前景，希望能夠?qū)ο嚓P(guān)的人員提供幫助。

關(guān)鍵詞：無人機技術(shù)；航拍；工程測量；測繪

中圖分類號：TB22 文獻標識碼：A

1.無人機航空攝影測量的技術(shù)概述

1.1 無人機航空攝影測量技術(shù)

無人機技術(shù)的使用能夠在短的時間內(nèi)，取得全面、真實、準確可靠的測繪信息，解決當(dāng)前工程測量中小面積低空攝影存在的問題。無人機航空測量技術(shù)在工程中的操作步驟主要有野外像控點的布設(shè)和測量、取得測區(qū)影像數(shù)據(jù)、內(nèi)業(yè)空三加密以及數(shù)字測圖這3個方面。在這3個方面中，內(nèi)業(yè)空三加密是最關(guān)鍵的一個環(huán)節(jié)，這一環(huán)節(jié)主要是對影像、記錄影像大地的坐標以及3個角元素文件、DEM數(shù)據(jù)、各種坐標等資料進行加密處理并將其輸出，之所以重要是因為這些數(shù)據(jù)是后期進行數(shù)字測圖的依據(jù)。

1.2 無人機航拍技術(shù)的系統(tǒng)組成

（1）遙感信息采集系統(tǒng)

①無人機遙感平臺主要是將無人機與航空數(shù)碼相機結(jié)合而成的，借助這一平臺就可以使用IMU（慣性測量）/GPS（全球定位系統(tǒng)）技術(shù)實進行航空攝影。遙感信息采集系統(tǒng)和遙感信息處理系統(tǒng)這兩部分是無人機遙感測繪系統(tǒng)中最為常見也是最主要的組成部分。

②飛行控制系統(tǒng)，這一系統(tǒng)主要是科學(xué)地利用定位導(dǎo)航技術(shù)獲取位置信息，以便對無人機的加速度計、陀螺等位置進行確定，之后經(jīng)過必要的工作流程對無人機進行數(shù)字化監(jiān)控，從而更好地完成測繪信息采集的任務(wù)。

③地面監(jiān)控系統(tǒng)，主要由全向天線、監(jiān)控軟件、供電系統(tǒng)、便攜式計算機等構(gòu)成，具體來說是連接機載飛控系統(tǒng)與數(shù)據(jù)鏈，實現(xiàn)無人機飛行過程中的信息傳遞。

（2）遙感信息處理系統(tǒng)

①對遙感像片以及任務(wù)航攝的規(guī)范表、相機檢定參數(shù)等相關(guān)數(shù)據(jù)文件進行整合與處理。

②空中三角測量系統(tǒng)的作用主要是融合已經(jīng)提前規(guī)劃好的航帶列表，并確定這些行列表之間的關(guān)系。

③對影像進行內(nèi)定向，通過布局影像間連接點、量測像控點、自動空三加密平差計算，從而建立更為完整的三維立體模型，實現(xiàn)定向和核線影像生成。

④三維建模系統(tǒng)，通過將測繪技術(shù)得到的地形信息以及數(shù)據(jù)分析與處理的結(jié)果輸入到三維建模系統(tǒng)中去可以將地形三維虛擬化，并使其可視化。

2.無人機航拍技術(shù)在工程測量測繪中的應(yīng)用

在工程中利用無人機航空攝影技術(shù)進行測量時需要先對需要測量的區(qū)域進行劃分和界定，同時在無人機起降點預(yù)留足夠的空間供無人機起飛和降落使用，只有做好了這些準備工作，后續(xù)的測量工作才能順利開展，測量的結(jié)果的準確性才能夠有所保障。

2.1 規(guī)劃航線與測量范圍

一般情況下，無人機的飛行時間都不會超過1h，再加上無人機的起飛和降落的時間，留給拍攝的時間不會超過50min，因此，必須要控制好航拍時間，防止無人機因能源耗盡發(fā)生墜機事故。在保證拍攝質(zhì)量的情況下，想要將拍攝時間控制在50min內(nèi)就必須要規(guī)劃好航線。同時，為了航拍數(shù)據(jù)的完整與測量結(jié)果的全面、準確，需要對整個工程區(qū)域內(nèi)需要進行測繪的地區(qū)進行規(guī)劃。在當(dāng)前的工程中，最常見的方法是將需要進行測繪的區(qū)域劃分為兩邊等距的、長條狀的小型區(qū)域，并在劃分后的區(qū)域的4個角上分別放置特定的標記，然后再根據(jù)工程中選用的無人機的飛行時間、航行距離以及飛行速度等因素規(guī)劃整個航拍的路線，設(shè)計航拍的流程。

2.2 建立測量區(qū)域控制網(wǎng)

為了能將測量測繪工作進一步細化，需要建立測量區(qū)域控制網(wǎng)。以前，某市的電力工程中曾用到了無人機航空攝影測量技術(shù)。首先需要根據(jù)測量得到地圖的規(guī)格建立規(guī)模與之相當(dāng)?shù)目刂凭W(wǎng)，并在該控制網(wǎng)的涵蓋范圍內(nèi)設(shè)置好GPS坐標點，以此為依據(jù)建立三維坐標系，將該區(qū)域中各個點的方位用坐標系內(nèi)的坐標點表示出來，從而降低后期的數(shù)據(jù)處理的復(fù)雜度。在這個過程中必須要注意的是核對好各點的坐標，確保無人機航路的正確合理，從而提高航拍的效率。

2.3 無人機航攝影像數(shù)據(jù)處理

無人機航攝影像數(shù)據(jù)處理的完整流程，如圖1所示。

（1）影像比例糾正（CCD畸變系數(shù)β）

與影像的坐標不同，相機坐標測量需要提前糾正影像的畸變差。而需要進行糾正的相關(guān)參數(shù)包括主點坐標（I0，J0），對稱畸變的參數(shù)（K1，K2），非對稱畸變的參數(shù)（P1，P2），CCD非正方形比例系數(shù)α以及CCD非正交性畸變系數(shù)β。

（2）DEM數(shù)據(jù)匹配（正射影像）

生成測區(qū)地表的DEM是模型實現(xiàn)DOM的基礎(chǔ)，該影像處理流程如圖2所示。

通過對該模型進行正射投影，即可實現(xiàn)DOM。就目前來看，在這一環(huán)節(jié)的處理中PixelGrid軟件是應(yīng)用最為廣泛的處理軟件。由于PixelGrid軟件能夠自動進行采集與匹配那些擁有多模型、多重疊特征的DEM柵格數(shù)據(jù)，能夠有效地確保測區(qū)上方DEM點位全部切準地面的特性?？睖y單位可以將一個測區(qū)作為一個單位，這樣創(chuàng)建的像對正射影像，就是整測區(qū)像片生成正射影像，這也是該軟件應(yīng)用如此廣泛的重要因素之一。

結(jié)語

綜合以上論述，無人機航空攝影測量技術(shù)是一種借助無人機，對待測區(qū)域進行全方位航空拍攝，獲取該區(qū)域的地形信息從而達到測量目的，為后續(xù)的測繪工作提供可靠的數(shù)據(jù)信息支持的新型測量技術(shù)。相比較傳統(tǒng)的航拍測量技術(shù)，無人機航拍測量技術(shù)更加迅速、準確、成本更低、靈活性更好、安全性更高?；谶@些優(yōu)點，該技術(shù)在今后工程測量中會得到更加廣泛的應(yīng)用。

參考文獻

[1]陳智.淺議無人機航拍的應(yīng)用[J].時代金融，2016（5X）：210-211.