蘭 欣，婁繼仁

（江西省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局贛東北大隊(duì)，江西 上饒 334000）

地形測(cè)繪無(wú)論是在土地規(guī)劃還是在工程建設(shè)方面均發(fā)揮著非常重要的作用，如今隨著人們對(duì)工程建設(shè)要求越來(lái)越高，傳統(tǒng)測(cè)繪手段已經(jīng)難以滿(mǎn)足實(shí)際地形測(cè)繪要求，而無(wú)人機(jī)的出現(xiàn)則有效解決了這一問(wèn)題，這種航測(cè)技術(shù)測(cè)繪精度更高，測(cè)繪范圍更廣，在當(dāng)下測(cè)繪領(lǐng)域中得到了良好的應(yīng)用，同時(shí)也使得區(qū)域大比例尺地形數(shù)據(jù)快速更新成為了可能。

1 無(wú)人機(jī)航測(cè)特點(diǎn)分析

1.1 測(cè)量精度更高

事實(shí)上，采用無(wú)人機(jī)進(jìn)行測(cè)量由來(lái)已久，尤其是在軍用領(lǐng)域應(yīng)用比較廣泛，近些年隨著國(guó)家對(duì)我國(guó)低空域限制逐漸放寬，再加上民用無(wú)人機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步，使得無(wú)人機(jī)在民用測(cè)量領(lǐng)域中大放異彩，迅速成為一種重要的測(cè)量方式之一。當(dāng)下采取無(wú)人機(jī)開(kāi)展測(cè)量作業(yè)時(shí)，主要是對(duì)地貌地形進(jìn)行捕捉，屬于一種近景測(cè)量方式，并且近些年無(wú)人機(jī)的測(cè)量精度也在不斷攀升，最高已經(jīng)達(dá)到亞米級(jí)別，無(wú)人機(jī)航測(cè)的作用價(jià)值也因此越來(lái)越大。

1.2 測(cè)量范圍更廣

相較于其他測(cè)量方式，無(wú)人機(jī)航測(cè)最為鮮明的特點(diǎn)便是能夠打破客觀地物的限制，直接從空中視角進(jìn)行航測(cè)。一般在無(wú)人機(jī)之上，都搭載有高精度成像設(shè)備，因此獲取的地面影像更加清晰，并且在實(shí)際進(jìn)行航測(cè)時(shí)，由于空中自由度更高，航測(cè)的角度也更豐富，能夠?qū)Ρ粶y(cè)物體進(jìn)行全面測(cè)量分析。不僅如此，在無(wú)人機(jī)航測(cè)中還應(yīng)用了衛(wèi)星遙感技術(shù)，因此實(shí)際的航測(cè)范圍也更加廣泛。在獲得航測(cè)數(shù)據(jù)后，也能夠直接通過(guò)衛(wèi)星或地面信息站點(diǎn)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，不再需要擔(dān)心地物遮擋問(wèn)題，最終能夠獲的更好的測(cè)量效果。

1.3 測(cè)量方式更機(jī)動(dòng)靈活

傳統(tǒng)航空遙感在執(zhí)行測(cè)量任務(wù)時(shí)，采用的無(wú)人機(jī)體量比較大，通常是中型固定翼飛機(jī)，因此在實(shí)際開(kāi)展航測(cè)工作時(shí)，更容易受到大風(fēng)、陰雨等不良天氣的影響，同時(shí)大型飛行工具受到的空域管制也比較嚴(yán)格，因此并不很難適應(yīng)一些小測(cè)區(qū)面積、成圖時(shí)間短、比例尺要求大的測(cè)繪項(xiàng)目。而當(dāng)下應(yīng)用的無(wú)人機(jī)通常體量比較小，且都是低空分析，不受空域限制，同時(shí)小型無(wú)人機(jī)的體型比較小，因此實(shí)際更加靈活，機(jī)動(dòng)性更強(qiáng)，受天氣影響較小，能夠接受全天飛行任務(wù)，因此在當(dāng)下測(cè)繪項(xiàng)目領(lǐng)域中已經(jīng)得到了有效的應(yīng)用[1]。

2 影響無(wú)人機(jī)測(cè)量精度的因素分析

2.1 POS 數(shù)據(jù)精度

無(wú)人機(jī)在完成航測(cè)后，做好航測(cè)數(shù)據(jù)的提取非常重要。而當(dāng)下的pos 航點(diǎn)數(shù)據(jù)提取仍比較復(fù)雜，因此對(duì)于數(shù)據(jù)提取精度的要求也比較高。然而拋開(kāi)數(shù)據(jù)提取復(fù)雜難度不談，僅從數(shù)據(jù)自身精度來(lái)看，由于無(wú)人機(jī)體型比較小，雖然實(shí)際飛行比較靈活，但在飛行過(guò)程中容易受到一些不穩(wěn)定氣流影響，導(dǎo)致航怕不穩(wěn)定，影響了最終的航測(cè)效果，最終導(dǎo)致數(shù)據(jù)精度不佳，對(duì)無(wú)人機(jī)航測(cè)質(zhì)量帶來(lái)了不利影響。

2.2 投影因素

小型無(wú)人機(jī)在實(shí)際進(jìn)行航拍時(shí)，一般飛行高度均比較低，如果地面有著很大的起伏，那么將會(huì)對(duì)最終投影帶來(lái)不利影響，導(dǎo)致無(wú)人機(jī)航測(cè)精度不佳。具體而言，投影因素帶來(lái)的影響主要體現(xiàn)在像點(diǎn)位移方面，在進(jìn)行開(kāi)展無(wú)人機(jī)航測(cè)時(shí)。經(jīng)常會(huì)采用正射糾正方式，完成投影問(wèn)題的矯正，從而將無(wú)人機(jī)相片傾角因素帶來(lái)的影響降至最低。其中在進(jìn)行像點(diǎn)位移誤差hδ 計(jì)算時(shí)，可以采用以下公式：

2.3 像控點(diǎn)與空三解算誤差

當(dāng)下在一些無(wú)人機(jī)測(cè)量過(guò)程中，由于采用的是低空飛行，并且受無(wú)人機(jī)本身配置成本影響，多是配置的普通數(shù)碼攝影相機(jī)，而不是專(zhuān)用航測(cè)相機(jī)，二者本身在性能上存在諸多的差異，因此會(huì)對(duì)航測(cè)帶來(lái)幾何精度方面的變形影響，這種影響主要體現(xiàn)在徑向與切向的畸變差；，不僅如此，無(wú)人機(jī)相機(jī)內(nèi)部影像數(shù)字化陣列模數(shù)在實(shí)際轉(zhuǎn)換時(shí)，也會(huì)出現(xiàn)一定誤差，最終會(huì)對(duì)無(wú)人機(jī)航測(cè)的精度帶來(lái)不利的影響[2]。

3 無(wú)人機(jī)航測(cè)的地理信息數(shù)據(jù)快速更新應(yīng)用分析

為滿(mǎn)足區(qū)域總體規(guī)劃的需要，現(xiàn)有一測(cè)量項(xiàng)目，需要對(duì)原本的測(cè)圖重新進(jìn)行更新測(cè)繪，該測(cè)區(qū)有著非常良好的凈空，且測(cè)域內(nèi)地勢(shì)起伏高差也相對(duì)較小，為在短時(shí)間內(nèi)完成測(cè)繪工作，需要采用無(wú)人機(jī)進(jìn)行航測(cè)，從而實(shí)現(xiàn)測(cè)繪數(shù)據(jù)的快速采集與更新，更好的滿(mǎn)足工程需要。

3.1 現(xiàn)存資料情況

在本次無(wú)人機(jī)航測(cè)項(xiàng)目中，現(xiàn)有原地形圖，比例為1∶2000，通過(guò)將該地形圖作為參考，完成測(cè)區(qū)合理劃分，本次項(xiàng)目將測(cè)區(qū)劃分為3 個(gè)子測(cè)區(qū)，并在該區(qū)域內(nèi)布設(shè)了18 個(gè)平高控制點(diǎn)，5 個(gè)檢查點(diǎn)。然后在結(jié)合現(xiàn)有的地形條件，進(jìn)一步明確了交通路線。在進(jìn)行外業(yè)測(cè)繪像控點(diǎn)測(cè)繪起算時(shí)，選擇了原高等級(jí)控制點(diǎn)。

3.2 采集像控點(diǎn)

在設(shè)置GCP 像控點(diǎn)時(shí)，采用了噴漆方式，在像控點(diǎn)中心噴涂一個(gè)“十”字，做好標(biāo)記。同時(shí)本次航測(cè)項(xiàng)目采用了南方靈銳GNSS 接收機(jī)，該接收機(jī)型號(hào)為S82T，完成坐標(biāo)值測(cè)定工作，通過(guò)借助該數(shù)據(jù)，完成內(nèi)業(yè)航攝影像的糾正。在實(shí)際進(jìn)行數(shù)據(jù)采集時(shí)，需要借助解布爾沙七參數(shù)模型，并直接接入CORS 連續(xù)運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)差分定位服務(wù)系統(tǒng)中，完成高精度數(shù)據(jù)信息的采集工作。

3.3 拍攝航空影像

在拍攝航空影像前，需要選擇晴朗無(wú)風(fēng)或者風(fēng)比較小的天氣，在正式航拍前，還需要進(jìn)行試飛，確保無(wú)人機(jī)不存在故障問(wèn)題。在此基礎(chǔ)上，還需要在航線規(guī)劃軟件的幫助下，將測(cè)區(qū)規(guī)劃航線與重疊度等信息導(dǎo)入無(wú)人機(jī)控制終端。然后啟動(dòng)無(wú)人機(jī)，先控制無(wú)人機(jī)飛到預(yù)定高度與航攝起拍點(diǎn)，然后沿著已經(jīng)設(shè)定好的航線進(jìn)行飛行拍攝，在這一過(guò)程中，POS 終端會(huì)對(duì)無(wú)人機(jī)拍攝下的數(shù)據(jù)加以記錄存儲(chǔ)。為確保航測(cè)數(shù)據(jù)精度，在最初進(jìn)行航線設(shè)定時(shí)，就要結(jié)合實(shí)際地形起伏，做好航向與旁向重疊度的設(shè)置，一般情況下，如果無(wú)人機(jī)的體型比較大，難么航向重疊度的設(shè)置應(yīng)在53%以上，但由于本次項(xiàng)目采用的無(wú)人機(jī)體型較小，且屬于低空測(cè)量，因此設(shè)置的重疊度應(yīng)更高一些，通常在65%左右，從而能夠有效提高航測(cè)質(zhì)量水平，避免關(guān)鍵信息遺漏。除此之外，在實(shí)際航測(cè)過(guò)程中，還需要考慮到空氣氣流帶來(lái)的影響，為避免航測(cè)精度降低，還需要加強(qiáng)對(duì)無(wú)人機(jī)制旋角與航線彎曲度的控制，一般二者需要分別控制在15°與3%以?xún)?nèi)[3]。

3.4 獲取正射影像

在獲取正射影像時(shí)，需要先輸入相關(guān)參數(shù)信息，比如相機(jī)參數(shù)、工程與控制點(diǎn)參數(shù)等，然后后結(jié)合這些參數(shù)信息，做好自動(dòng)空三解算，借助人機(jī)交互方式，完成控制網(wǎng)、自由網(wǎng)交互平差，才能獲得空三解算結(jié)果。最后，還需要結(jié)合外部像控點(diǎn)以及無(wú)人機(jī)POS 中的數(shù)據(jù)信息，在進(jìn)行影像預(yù)處理與空三加密處理后，就可以獲得測(cè)區(qū)正射影像DOM，任何借助相關(guān)模型軟件，即可自動(dòng)生產(chǎn)高程模型DEM。而在制作大比例尺地形圖時(shí)，則需要在一些地理信息繪圖軟件的幫助下，將上述獲得的正射影響DOM 與原規(guī)劃圖進(jìn)行疊加，從而能能夠了解物變化區(qū)域范圍，在完成相應(yīng)信息匯總后，通過(guò)進(jìn)行外業(yè)調(diào)繪巡查完成相關(guān)屬性信息的修正。

4 總結(jié)

綜上所述，相較于傳統(tǒng)的測(cè)量方式，無(wú)人機(jī)航測(cè)有著諸多優(yōu)勢(shì)，為更好的發(fā)揮這些優(yōu)勢(shì)，需要加強(qiáng)對(duì)無(wú)人機(jī)開(kāi)展低空航攝數(shù)字成圖的研究，通過(guò)做好正射影像獲取工作，從而為地形基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)的更新提供良好的便利，從根本上提高現(xiàn)代測(cè)繪工作開(kāi)展效率與質(zhì)量水平。