謝燕祥

福建省上杭職業(yè)中專(zhuān)學(xué)校 福建 龍巖 364200

引言

在技術(shù)的推動(dòng)下，物探采集技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展，方便了工程的探測(cè)工作。當(dāng)前，基于無(wú)人機(jī)航拍技術(shù)的發(fā)展，可以更加清楚的還原地形地貌，結(jié)合DEM數(shù)字化生產(chǎn)流程，可以更好地反映區(qū)域的實(shí)際情況，這可以為施工提供有力的參考，提升施工的安全性和精準(zhǔn)性。因此，研究無(wú)人機(jī)航測(cè)的DEM數(shù)據(jù)生產(chǎn)及編輯具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 DEM概述

DEM指的是數(shù)字高程模型，在一定范圍內(nèi)可以形成網(wǎng)格點(diǎn)的平面坐標(biāo)與高程數(shù)據(jù)，從而可以更好地反映地域的地形和地貌特征。整個(gè)數(shù)據(jù)的采集通常利用的是等高線和立體模型完成采集。另一方面，常見(jiàn)的還有數(shù)字模型，包括地表建筑和樹(shù)木的高度等參數(shù)，結(jié)合DEM可以更好地還原地形地貌的特征。在應(yīng)用這種技術(shù)的過(guò)程中，首先需要保證設(shè)備的靈敏度，能夠快速地對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集整理，另一方面使用無(wú)人機(jī)航拍應(yīng)該保證平穩(wěn)控制，從而將無(wú)人航拍DEM技術(shù)結(jié)合，提升數(shù)據(jù)的有效性[1]。

2 無(wú)人機(jī)航測(cè)常用的DEM數(shù)據(jù)

當(dāng)前，在DEM數(shù)據(jù)采集過(guò)程中，SRTM衛(wèi)星干涉雷達(dá)數(shù)據(jù)是常見(jiàn)的一種方式，具體包括SRTM1與SRTM3，這種數(shù)據(jù)可以借助網(wǎng)絡(luò)獲得，但在具體的應(yīng)用過(guò)程中也存在一定的問(wèn)題，具體表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：第一，在垂直方向會(huì)存在一定的誤差，包括部分不平坦的水域情況；第二，存在數(shù)據(jù)的空洞和縫隙情況，對(duì)于地質(zhì)復(fù)雜的區(qū)域，難以反映區(qū)域的全貌。在收集數(shù)據(jù)完成后，需要對(duì)比SRTM的數(shù)據(jù)精度從而保證其可靠性。而機(jī)載LIDAR技術(shù)也是常用的一種測(cè)繪技術(shù)。主要是借助激光測(cè)距技術(shù)或者全球定位系統(tǒng)形成的一種新型測(cè)繪技術(shù)，獲取的運(yùn)輸局內(nèi)容豐富，包括地表以及地面建筑物的三維數(shù)據(jù)。

通過(guò)實(shí)驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)，使用機(jī)載LIDAR技術(shù)來(lái)獲取DEM數(shù)據(jù)的精度比較高，但精度提升的過(guò)程中，測(cè)繪的成本也在提升。為了綜合各方面的因素，既要保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性也要控制好成本，當(dāng)前通過(guò)航測(cè)的方式對(duì)DEM數(shù)據(jù)進(jìn)行獲取，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的隨時(shí)測(cè)量，擺脫時(shí)間的限制[2]。

3 無(wú)人機(jī)航測(cè)的DEM數(shù)字化生產(chǎn)流程

在使用無(wú)人機(jī)進(jìn)行DEM數(shù)據(jù)生產(chǎn)的過(guò)程中，需要以數(shù)字影像技術(shù)為重要基礎(chǔ)，由于無(wú)人機(jī)在應(yīng)用過(guò)程中，航行的軌跡存在差異，也會(huì)存在一定的視覺(jué)差異，因此需要使用計(jì)算機(jī)對(duì)相鄰的影像進(jìn)行匹配，從而對(duì)視差進(jìn)行全面的測(cè)量，具體可以使用空中三角形進(jìn)行，從而計(jì)算相應(yīng)位置的坐標(biāo)。通過(guò)解算得到的物體的空間坐標(biāo)，形成DEM，最終將視覺(jué)差異轉(zhuǎn)化成地面高程。

對(duì)于非測(cè)量的相機(jī)，在使用前應(yīng)該及時(shí)對(duì)相機(jī)的畸變影響進(jìn)行篩選過(guò)濾，并對(duì)參數(shù)進(jìn)行核對(duì)，這主要是利用全自動(dòng)的一種方式，對(duì)框標(biāo)的中心定位進(jìn)行識(shí)別，整個(gè)過(guò)程需要使用準(zhǔn)確度較高的掃描坐標(biāo)。借助當(dāng)前的技術(shù)可以保證匹配的速度讀。具體航測(cè)過(guò)程中，技術(shù)人員要提前設(shè)定好數(shù)據(jù)，根據(jù)提前設(shè)定好的規(guī)則對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解讀，保證最終結(jié)果分析的準(zhǔn)確性，奠定后期設(shè)計(jì)、統(tǒng)計(jì)等相關(guān)工作順利進(jìn)行的基礎(chǔ)[3]。

4 編輯方法

DEM編輯是一項(xiàng)非常重要工作，對(duì)后續(xù)的工程推進(jìn)可以起到重要的參考作用。通常情況下，DEM編輯常用的方式包括以下幾種：第一，使用三角網(wǎng)內(nèi)插的方式進(jìn)行處理；第二，使用更具針對(duì)性的房屋過(guò)濾方式進(jìn)行處理；第三，使用中值濾波的方式對(duì)噪聲明顯的區(qū)域進(jìn)行針對(duì)性處理。

（1）三角網(wǎng)內(nèi)插。在進(jìn)行編輯的過(guò)程中，三角內(nèi)插是常用的一種方式，主要是對(duì)區(qū)域邊緣的高程值進(jìn)行處理，并在內(nèi)差點(diǎn)形成三角形之后進(jìn)行搜索，之后完成重構(gòu)，得到新的三角形，并得到三角形的矢量結(jié)構(gòu)、存儲(chǔ)點(diǎn)以及拓?fù)潢P(guān)系。

使用這種方法可以有效對(duì)測(cè)繪過(guò)程中的樹(shù)木、橋梁、房屋以及道路等進(jìn)行修正，從而改善數(shù)據(jù)的還原效果，提升數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。合理使用三角網(wǎng)內(nèi)插的方式，對(duì)于編輯對(duì)比，選擇最優(yōu)區(qū)域，更好地開(kāi)展立體測(cè)量都具有重要意義。

（2）房屋過(guò)濾。這種過(guò)濾方式與三角形內(nèi)插法的過(guò)濾方式都是常用的一種編輯手段，整個(gè)過(guò)程是相似，不同的是，房屋過(guò)濾方式更有針對(duì)性，通過(guò)對(duì)寬度和坡度的閾值進(jìn)行設(shè)計(jì)，可以更好地識(shí)別房屋內(nèi)插出地面的高程值，對(duì)于比較分散區(qū)域的房屋和樹(shù)木具有重要意義。并且過(guò)濾的效率也相對(duì)較高。

（3）中值濾波。在編輯的過(guò)程中，有時(shí)需要使用模板數(shù)據(jù)，將模板按照大小順序排列好，使用含有奇數(shù)的滑動(dòng)模板，截取中間位置的數(shù)據(jù)信息作為最終數(shù)據(jù)處理的結(jié)果。通過(guò)這種方式，在處理之后如果存在暗點(diǎn)噪聲的情況，需要及時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)的位置進(jìn)行調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)控制噪聲的目的。這種方式對(duì)于處理孤立噪聲問(wèn)題非常有效，另一方面，處理過(guò)程中需要做好圖像內(nèi)容的保存工作，在進(jìn)行DEM編輯的過(guò)程中，這種處理方式也是常見(jiàn)的一種方式。技術(shù)人員根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的處理編輯方式，保證最終結(jié)果的有效性[4]。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，使用無(wú)人機(jī)生產(chǎn)的DEM數(shù)據(jù)從精度方面、質(zhì)量方面，都優(yōu)于物探生產(chǎn)常用的SRTM數(shù)據(jù)，并且生產(chǎn)流程相對(duì)簡(jiǎn)單，可以隨時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，因此這種方式在今后的工程測(cè)繪中還會(huì)發(fā)揮出更大價(jià)值。