周 琳

(南寧市勘察測(cè)繪地理信息院，廣西 南寧 530000)

1 無人機(jī)航空攝影測(cè)量簡(jiǎn)述

隨著科技的飛速發(fā)展，當(dāng)前在利用無人機(jī)航空攝影測(cè)量帶狀地形圖時(shí)，其作業(yè)質(zhì)量不斷提高。但是在開展帶狀地形圖實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)該考慮到如何改變其中存在的問題，讓其操作更加靈活簡(jiǎn)便。相比于傳統(tǒng)的測(cè)量測(cè)繪技術(shù)，利用無人機(jī)航空攝影測(cè)量技術(shù)，操作更加簡(jiǎn)單靈活、精準(zhǔn)度高，通過大量實(shí)踐應(yīng)用，目前無人機(jī)航空攝影測(cè)量技術(shù)已經(jīng)能完全滿足當(dāng)前的測(cè)繪需求[1]。

2 無人機(jī)航空攝影測(cè)量技術(shù)的特點(diǎn)分析

無人機(jī)航空測(cè)量帶狀地形圖時(shí)具有以下幾個(gè)特點(diǎn)。(1)實(shí)效性。相比于其他測(cè)量方法，在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的時(shí)間上，無人機(jī)基本可與傳統(tǒng)的衛(wèi)星測(cè)量達(dá)到相同的狀態(tài)。無人機(jī)數(shù)據(jù)可隨拍隨發(fā)，在短時(shí)間內(nèi)完成對(duì)不同地區(qū)地形的測(cè)量，并且直接將數(shù)據(jù)返還給技術(shù)人員，由技術(shù)人員對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。與此同時(shí)，無人機(jī)所提供的數(shù)據(jù)相對(duì)于其他測(cè)量方式更加準(zhǔn)確。無人機(jī)航空攝影測(cè)量的價(jià)格適中，相比于一般的人工測(cè)量，利用無人機(jī)開展航空測(cè)量的性價(jià)比更高，并且所消耗的成本更少。(2)無人機(jī)本身受到的影響范圍相對(duì)較小。在多數(shù)情況下，無人機(jī)航空測(cè)量時(shí)都屬于低空環(huán)境測(cè)量，對(duì)場(chǎng)地并沒有過高的要求。與此同時(shí)，在無人機(jī)開展低空測(cè)量時(shí)，氣候條件對(duì)無人機(jī)的影響同樣相對(duì)較小。由于我國(guó)幅員遼闊，不同地區(qū)的自然天氣存在非常大的區(qū)別，如果天氣條件相對(duì)惡劣，很多時(shí)候人為的測(cè)量方式都難以實(shí)現(xiàn)。然而無人機(jī)并不會(huì)受到天氣的過多影響，其成圖清晰率較高，在一定程度上可以將這些問題逐一解決。(3)無人機(jī)獲取數(shù)據(jù)信息的速度較快，研究人員可以在短時(shí)間內(nèi)建立相應(yīng)的模型，并對(duì)該地區(qū)的地形進(jìn)行深度研究[2-3]。

在利用無人機(jī)開展航空測(cè)量時(shí)，不僅有一定優(yōu)點(diǎn)，也有一定缺點(diǎn)，只有對(duì)無人機(jī)航空攝影測(cè)量技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行分析，才能更好地利用無人機(jī)。在無人機(jī)航空測(cè)量過程中，主要有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)。無人機(jī)雖然不能在5 000 m 以上的高空飛行，但是可以搭載多種先進(jìn)的照相機(jī)，進(jìn)而通過對(duì)鏡頭的靈活運(yùn)用，避免云層的干擾，盡可能獲取清晰的圖片信息，并且可以在短時(shí)間內(nèi)向相關(guān)人員提供所測(cè)地區(qū)完整的地形、地貌以及地物等信息。當(dāng)然，無人機(jī)存在的缺點(diǎn)也是諸多專家學(xué)者一直討論和爭(zhēng)論的焦點(diǎn)，其中包括：無人機(jī)在飛行時(shí)會(huì)出現(xiàn)不穩(wěn)定的狀態(tài)，由于無人機(jī)自身的重力較小，在飛行時(shí)會(huì)受到方向、風(fēng)向、風(fēng)力大小以及飛行角度過大、過小等一系列影響，直接導(dǎo)致無人機(jī)在飛行時(shí)出現(xiàn)了偏離航線的狀況。

3 無人機(jī)航空攝影技術(shù)對(duì)地形的測(cè)繪

開展無人機(jī)航空攝影測(cè)量分析時(shí)應(yīng)做到以下幾點(diǎn)，這是航空測(cè)量工作開展前的準(zhǔn)備，需要對(duì)無人機(jī)的攝影工作的整個(gè)流程進(jìn)行明確分析和說明，因?yàn)槭窃诳罩凶龅娜S測(cè)量工作，所以各項(xiàng)準(zhǔn)備工作一定要充分，思考一定要嚴(yán)密，避免因?yàn)楦鞣N思考不到的原因?qū)е乱馔獍l(fā)生或者測(cè)量不準(zhǔn)確。在進(jìn)行空中三維測(cè)量時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)方面。(1)確定進(jìn)行空間三維計(jì)算的軟件，并能夠熟練掌握軟件的操作和使用方法。在大多數(shù)情況下，對(duì)于無人機(jī)拍攝的圖片，一般要求以JPG格式存儲(chǔ)，這對(duì)于大多數(shù)從事無人機(jī)拍攝工作的人員沒有難度，也是拍攝過程中時(shí)常遇到的技術(shù)要求。從工作技術(shù)角度來講，這是為了后續(xù)工作能夠更好、更可靠、更高效地完成。即，需要確保所有的相機(jī)相關(guān)設(shè)置能夠滿足本次攝影的實(shí)際需求，其中包括：焦距的調(diào)節(jié)、坐標(biāo)點(diǎn)的調(diào)試、成像大小的調(diào)整等，這些都屬于無人機(jī)在開展航空攝影之前需要做的工作。與此同時(shí)，還需要合理設(shè)定無人機(jī)飛行航線，確保其飛行航線對(duì)本次設(shè)置帶來相對(duì)積極的影響、其測(cè)量的整體效果能滿足需求。(2)矯正差值。無人機(jī)在開展航空攝影測(cè)量時(shí)，因?yàn)楦鱾€(gè)地區(qū)的天氣變化往往反復(fù)無常，其中最常見也是最容易遇到的就是風(fēng)，風(fēng)力和風(fēng)速等因素都會(huì)影響無人機(jī)的工作效率和工作質(zhì)量。在很多時(shí)候，突然風(fēng)力變大、風(fēng)速變強(qiáng)等現(xiàn)象都會(huì)造成無人機(jī)在工作中出現(xiàn)飛行角度的偏轉(zhuǎn)，導(dǎo)致飛行不穩(wěn)定、飛行拍攝效果達(dá)不到預(yù)期理想值。所以相關(guān)的工作人員在具體工作的過程中一般首先會(huì)明確無人機(jī)在實(shí)際測(cè)量時(shí)可能出現(xiàn)的誤差，進(jìn)而采用相關(guān)程序?qū)ζ溥M(jìn)行矯正，使無人機(jī)最終所得到的圖像是滿足攝影需求、滿足本次測(cè)量實(shí)際要求的最終數(shù)據(jù)。(3)需要對(duì)測(cè)區(qū)的高層文件進(jìn)行構(gòu)建，就是要求在無人機(jī)開展實(shí)際測(cè)量之前對(duì)其進(jìn)行差值矯正，進(jìn)而使無人機(jī)拍到的圖像能夠進(jìn)入高層文件，采用相關(guān)的參數(shù)數(shù)據(jù)就可以確定初始值和各種偏移量指標(biāo)，通過自動(dòng)相對(duì)定向分析就可以對(duì)其中偏差較大的點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)記，通過各種相關(guān)聯(lián)、相連接的點(diǎn)進(jìn)行相互的和相編，就可以獲得相應(yīng)的結(jié)果，該結(jié)果是符合預(yù)期的結(jié)果、還是出現(xiàn)嚴(yán)重偏差的結(jié)果，取決于前期準(zhǔn)備工作是否到位、是否科學(xué)合理和準(zhǔn)確。(4)取得有效的成果。在無人機(jī)開展測(cè)量的過程中，需要自動(dòng)定向過程，要求所有定向點(diǎn)所呈現(xiàn)的數(shù)據(jù)量大于900個(gè)成像點(diǎn)，其工作目的是確保布局的整體和合理性，通過相關(guān)的軟件對(duì)無人機(jī)航空攝影測(cè)量區(qū)域進(jìn)行編輯和文件分析，并且開展相關(guān)的輸出工作，通過進(jìn)一步加密提高文檔的儲(chǔ)存效果。(5)要求所有負(fù)責(zé)分析數(shù)據(jù)的工作人員的專業(yè)素質(zhì)相對(duì)較高，需要定期加強(qiáng)所有工作人員的職業(yè)技能以及職業(yè)素養(yǎng)，并且按照我國(guó)相關(guān)的規(guī)章制度進(jìn)行操作，確保無人機(jī)航空攝影所得到的一系列數(shù)據(jù)符合要求，誤差一般要求必須在可控范圍之內(nèi)，這個(gè)可控范圍是作業(yè)需求的最低標(biāo)準(zhǔn)，只有這樣得到的圖像資料和各類數(shù)據(jù)才能滿足拍攝需求，為達(dá)到工作目的服務(wù)。所以這項(xiàng)工作非常重要，如果獲得數(shù)據(jù)的誤差明顯高于要求的范圍，那么拍攝的圖片就失去了應(yīng)用價(jià)值。

4 野外實(shí)測(cè)成果質(zhì)量檢查和驗(yàn)收

應(yīng)該采用科學(xué)的測(cè)量方式，對(duì)所得到的相關(guān)地貌以及地物等情況加以準(zhǔn)確的標(biāo)記處理，對(duì)房屋屋檐的寬度加以糾正。將高層的相關(guān)補(bǔ)測(cè)數(shù)據(jù)作為本次測(cè)量的最基本依據(jù)，要求在數(shù)據(jù)分析以及工作的過程中，仔細(xì)認(rèn)真地完成任務(wù)，提高數(shù)據(jù)的檢測(cè)效果。還需要運(yùn)用南方CASS9.0軟件對(duì)所有數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)的編輯處理，形成相應(yīng)的整飾圖，而在針對(duì)數(shù)字線劃圖質(zhì)量精度的檢驗(yàn)過程中，則需要利用跨域資源共享(Cross-Origin Resource Sharing，CORS)網(wǎng)絡(luò)以及實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)(Real-Time Kinematic，RTK)野外測(cè)定的方式對(duì)所有的地貌點(diǎn)進(jìn)行深度測(cè)定，在途中選擇50個(gè)顯著的地物點(diǎn)，目的是根據(jù)這些地物點(diǎn)更好地利用無人機(jī)航空測(cè)量技術(shù)，并對(duì)其進(jìn)行分析與測(cè)量，其中涵蓋相關(guān)的道路交叉點(diǎn)、圍墻角以及房角等，通過科學(xué)的對(duì)比與分析，才能讓數(shù)字線畫圖的坐標(biāo)與CORS網(wǎng)絡(luò)RTK所測(cè)定的數(shù)據(jù)坐標(biāo)進(jìn)行整合并加以分析，要求本次測(cè)量中的坐標(biāo)精度誤差控制在0.29 m左右，而高程的精度誤差則需要控制在0.23 m左右，按照我國(guó)的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)CH/T 1020—2010《1∶500 1∶1000 1∶2000地形圖質(zhì)量檢驗(yàn)技術(shù)規(guī)程》中，有關(guān)地形圖上丘陵地物點(diǎn)高程中誤差為0.50 m。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在利用無人機(jī)航空攝影測(cè)量帶狀地形圖的過程中，目的是更高效、更可靠地獲得帶狀地形圖的各種數(shù)據(jù)和參數(shù)，同時(shí)能夠?qū)⑦@些數(shù)據(jù)應(yīng)用于生產(chǎn)生活和實(shí)踐中。由于無人機(jī)拍攝測(cè)量的操作簡(jiǎn)單快捷，同時(shí)使用成本比較低、可拍攝范圍比較大等優(yōu)點(diǎn)，可以說是目前帶狀地形測(cè)量拍攝的最佳選擇。當(dāng)然，在使用過程中也發(fā)現(xiàn)一些問題，制約了人們?cè)诟訌V闊的范圍內(nèi)使用無人機(jī)拍攝，且這些亟待解決的問題如果不能及時(shí)有效地處理好，對(duì)于其使用范圍和使用效能一定會(huì)產(chǎn)生較大的影響，所以相關(guān)人員要不斷加快研發(fā)更新的速度，將目前存在的各種制約因素逐步消除，并提高設(shè)備的使用率和準(zhǔn)確率，為無人機(jī)的帶狀地形拍攝發(fā)揮更加積極的作用，進(jìn)一步擴(kuò)大設(shè)備的拍攝空間并提升其拍攝質(zhì)量。