無人機(jī)航空攝影測量在地形圖測繪中的應(yīng)用

趙力

摘 要：隨著我國城市建設(shè)速度的提升，地形圖測繪已經(jīng)成為城市地形收集中的重要方法之一。測繪工作中很容易受到多種因素的影響，造成地形測繪難度增加等問題。因此在地形圖測繪中，借助無人機(jī)航空攝影測量技術(shù)，可以提升測繪的全面性，保障拍攝質(zhì)量滿足測繪工作要求。

關(guān)鍵詞：無人機(jī);航空攝影測量;地形圖測繪

引言

無人機(jī)低空攝影測量是現(xiàn)代地形圖測繪的關(guān)鍵載體與重要保障，在提升地形圖測繪精度、促進(jìn)測繪事業(yè)發(fā)展等方面扮演著不可替代的關(guān)鍵角色。無人機(jī)低空攝影測量以專業(yè)化無人機(jī)等設(shè)備儀器為基本依托，對目標(biāo)地形區(qū)域進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的分析研究與界定，是掌握地形信息數(shù)據(jù)的關(guān)鍵技術(shù)手段。

1 無人機(jī)航空攝影測量技術(shù)的應(yīng)用意義與作用

航空攝影技術(shù)的大量應(yīng)用，拓展了無人機(jī)使用的領(lǐng)域，不僅能夠?qū)χ付ǖ哪繕?biāo)進(jìn)行偵察，還能收集地形地貌數(shù)據(jù)，及時掌握地區(qū)的氣候條件及地質(zhì)特點，從而為天氣預(yù)報及地質(zhì)測量奠定堅實的基礎(chǔ)。利用無人機(jī)對指定目標(biāo)進(jìn)行實時監(jiān)測，根據(jù)相機(jī)拍攝的比例進(jìn)行數(shù)據(jù)的還原，能夠?qū)崿F(xiàn)拍攝與計算功能的完美統(tǒng)一。在地形相對復(fù)雜的區(qū)域利用無人機(jī)進(jìn)行地質(zhì)數(shù)據(jù)測量時，測量者可通過控制平臺，根據(jù)自身對數(shù)據(jù)的需求特點，地形、測量精度等相關(guān)參數(shù)的要求，選擇合適的機(jī)型及攝像裝置，統(tǒng)籌規(guī)劃無人機(jī)的航行路線。在確保測量品質(zhì)的基礎(chǔ)上，可選擇相對簡易的航行軌跡， 減輕無人機(jī)作業(yè)的難度系數(shù)，便于測量者對無人機(jī)的遠(yuǎn)程控制[1]。

2 無人機(jī)航空攝影測量的應(yīng)用原理

操作人員需要注意對無人機(jī)種類的選擇，在使用無人機(jī)對相關(guān)工作進(jìn)行測量前，需要結(jié)合實際情況選擇合理的無人機(jī)種類，操作人員需要在確定無人機(jī)的機(jī)型以后，還要及時地收集信息資料，主要目的是保障無人機(jī)調(diào)試的有效性。

技術(shù)人員需要提前設(shè)計無人機(jī)航空攝影航線，主要選擇簡潔的路線， 這樣才能有效降低外部因素對測量結(jié)果的影響。同時，工作人員在設(shè)定其航線前，還需要結(jié)合測量現(xiàn)場的實際情況，對無人機(jī)進(jìn)行調(diào)試。

保障低空拍攝工作的順利開展。在此過程中，需要以控點分布的情況為依據(jù)，獲取攝影圖片，對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行處理，進(jìn)而保障數(shù)據(jù)處理的有效性[2]。

3 無人機(jī)航空攝影測量在地形圖測繪中的運(yùn)用

3.1 文檔對象模型技術(shù)

對于文檔對象模型技術(shù)來講，其功能就是運(yùn)用相片、數(shù)據(jù)完成二次加工與處理，并針對所采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行裁剪，在這一過程中還可以及時將測量中存在誤差的數(shù)據(jù)進(jìn)行完善，并按照系統(tǒng)中對于測量數(shù)據(jù)中的需求進(jìn)行分析，做好測量數(shù)據(jù)與信息的鑲嵌處理，解決圖像失真問題，提升圖片信息的清晰度，確保所得數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。所以在使用無人機(jī)進(jìn)行測量時，為了確保文檔對象模型技術(shù)的有效運(yùn)用，就要及時針對圖像信息、所收集到的數(shù)據(jù)等進(jìn)行整理，篩選出適合的信息，并將其運(yùn)用到地圖測繪環(huán)節(jié)中去[3]。

3.2 DOM工藝技術(shù)的應(yīng)用

DOM技術(shù)應(yīng)用的主要功能是對相片及數(shù)據(jù)進(jìn)行二次加工處理、對測量采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行再次裁剪、對測量期間出現(xiàn)的數(shù)據(jù)偏差進(jìn)行糾正，根據(jù)系統(tǒng)對測量數(shù)據(jù)的需求，對測量的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行鑲嵌處理，從而對圖像信息失真的現(xiàn)象進(jìn)行處理，確保圖片信息的清晰度及其數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。無人機(jī)在開展測量工作時，為了更好地保證DOM技術(shù)的應(yīng)用，勢必要對圖像信息、采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析整理，從而使更多的價值信息應(yīng)用到地圖測繪中。除此之外，應(yīng)用DOM技術(shù)還能將圖像信息及數(shù)據(jù)有機(jī)融合，根據(jù)測量的數(shù)據(jù)確定地面實際的地形情況，為后期的數(shù)據(jù)處理工作提供強(qiáng)大的數(shù)據(jù)支持[4]。

3.3 相片控制測量技術(shù)的應(yīng)用

隨著社會的進(jìn)步，民眾的生活品質(zhì)也顯著提升，同時也推動了城鎮(zhèn)各項基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)進(jìn)程。例如，交通項目、水利項目等都屬于較為常見的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，對于城鎮(zhèn)的經(jīng)濟(jì)、民眾的生活影響也較大，因此在正式建設(shè)之前，做好地形圖的測繪自然成了關(guān)鍵的工作。而為了進(jìn)一步保證此項工作的成效，就需要借助無人機(jī)測量技術(shù)，進(jìn)而對測繪相片的精準(zhǔn)程度予以控制。利用無人機(jī)進(jìn)行航拍時，在采集數(shù)據(jù)的過程中可以借助GPS系統(tǒng)與相片相互結(jié)合，并在地圖上生成測量距離的地理坐標(biāo)，這樣就可以達(dá)到利用無人機(jī)采集的相片信息來完成數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的目的，借助無人機(jī)攝影的優(yōu)勢獲取高清相片，來幫助相關(guān)單位更好地明晰該地區(qū)的形態(tài)特性，在開展后續(xù)建設(shè)活動時，總體品質(zhì)便能夠更進(jìn)一步提高[1]。

3.4 數(shù)字線劃技術(shù)

在開展數(shù)字線劃圖作業(yè)時，應(yīng)當(dāng)發(fā)揮出全數(shù)字?jǐn)z影測量工作站優(yōu)勢， 及時開展施工作業(yè)。通過利用軟件中的功能，以此來針對測量結(jié)果格式進(jìn)行研究，做好轉(zhuǎn)換工作。首先，在開展測量圖工作時，應(yīng)當(dāng)發(fā)揮數(shù)據(jù)優(yōu)勢，建立出相應(yīng)的模型，以此來提升工作質(zhì)量，明確工作開展方向。在開展數(shù)字線劃圖作業(yè)時，還需要明確人為因素對數(shù)據(jù)所得結(jié)果所產(chǎn)生的直接影響，以此來協(xié)調(diào)好數(shù)據(jù)與圖像信息。通過發(fā)揮出自動交互形式，在掌握作業(yè)流程的基礎(chǔ)上保證工作的有序性，不斷提升數(shù)字線劃圖技術(shù)的精準(zhǔn)性，最大限度縮小誤差。其次，在正式開展測圖工作以前，需要做好定位與研究工作，及時將圖片因素運(yùn)用特定顏色、代碼等進(jìn)行處理。最后，需要不斷提升測繪工作人員的專業(yè)能力，確保其能夠在工作中按照相關(guān)規(guī)范與要求進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，保證數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性。在面對數(shù)字線劃圖中存在的問題時，應(yīng)當(dāng)及時進(jìn)行分析，做好處理工作，確保所得數(shù)據(jù)能夠滿足地形圖測繪工作的要求[2]。

3.5 無人機(jī)攝影測量的數(shù)據(jù)處理

在當(dāng)前技術(shù)條件下，無人機(jī)低空攝影測量所形成的每張影像均由單一化的光束組成，因此可將每張影像作為一個獨立的單元，利用光束法平差進(jìn)行測量數(shù)據(jù)處理，以達(dá)到剔除不可靠測量數(shù)據(jù)的目的。應(yīng)將三維空間點統(tǒng)籌分布在同一空間坐標(biāo)體系中，利用共線方程對其交匯狀態(tài)進(jìn)行描述， 通過構(gòu)建統(tǒng)一的區(qū)域誤差方程，得出影像成果。在此過程中，可對光束做出平移、旋轉(zhuǎn)等特定操作，使每個目標(biāo)測量區(qū)域中的未知點位匹配對應(yīng)起來，進(jìn)而對影像利用加密點云、紋理映射等方式獲取地面相關(guān)影像特征[3]。

3.6 地形數(shù)據(jù)的采編

在進(jìn)行完空中三角測量數(shù)據(jù)處理后，工作人員還需要安裝要求將處理完成后，需要將數(shù)據(jù)導(dǎo)人到MapMatrix4.2軟件中，然后進(jìn)行內(nèi)定向和去測平均高程等相關(guān)的參數(shù)建立工作，最后需要結(jié)合具體的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行礦山地形數(shù)據(jù)的采編工作。在完成采編工作后，要結(jié)合自動生成的礦山地形圖特點，對其中所要表達(dá)的內(nèi)容進(jìn)行檢查，及時發(fā)現(xiàn)和解決其中的問題，避免出現(xiàn)誤差，保障外業(yè)調(diào)繪工作的順利進(jìn)行[4]。

結(jié)束語

綜上所述，在地形圖測繪工作中運(yùn)用無人機(jī)航空攝影測量技術(shù)不僅可以提升測繪工作質(zhì)量，同時也可以滿足后續(xù)工作要求。因此在操作中需要從技術(shù)特點等進(jìn)行分析，嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)定開展測量工作，減少錯誤等的出現(xiàn)。另外還需要針對工程具體情況進(jìn)行分析，合理使用無人機(jī)航空攝影測量技術(shù)，提升地形圖測繪質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1] 龔立武，胡田瑩，龍志鵬.基于無人機(jī)低空攝影測量系統(tǒng)在大比例尺地形圖中的應(yīng)用研究[J].科技經(jīng)濟(jì)市場，2019，（15）：175-176.

[2] 李海波.無人機(jī)航空攝影測量在地形圖測繪中的應(yīng)用思考[J].視界觀，2020， （5）：1-1.

[3] 王吉振，張友超，王仕林.無人機(jī)航空攝影測量在地形圖測繪中的應(yīng)用[J].中國高新科技，2020，（6）：30-31.

[4] 陳浩，趙翠英，黃克勇.談無人機(jī)低空攝影測量在城市測繪保障中的應(yīng)用前景[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報（學(xué)術(shù)版），2019，（13）：332-332.