無人機航空攝影測量在風能開發勘測中的應用

王 偉,李 楠,馬 嘯

（1.中國石油大學（華東） 地球科學與技術學院,山東 青島 266580; 2.東方地球物理公司裝備服務處測量服務中心,河北 涿州 072750;3.山東正元數字城市建設有限公司,山東 煙臺 264670）

無人機航空攝影測量在風能開發勘測中的應用

王 偉1,3,李 楠2,馬 嘯3

（1.中國石油大學（華東） 地球科學與技術學院,山東 青島 266580; 2.東方地球物理公司裝備服務處測量服務中心,河北 涿州 072750;3.山東正元數字城市建設有限公司,山東 煙臺 264670）

隨著社會的快速發展，無人機航空攝影測量在開發勘測中的應用十分重要。其不僅能夠讓風能開發勘測的效率得到全面的提升，而且還能讓攝影測量的精確度增加。因此，無人機航空攝影測量技術的應用價值巨大。本文主要針對無人機航空攝影測量在風能開發勘測中的應用進行分析。

無人機;航空攝影;測量;風能

在進行風能開發勘測的過程中，無人機航空攝影測量能夠讓測量的精度大幅度提升。但是在實際的測量過程中，其依舊需要把握多方面的測量因素，對無人機攝影的特點和技術裝備進行全面的分析。同時還要結合工程實例，對其三維加密技術進行深層次的把握。

1 無人機航攝技術簡介

無人機的航空拍攝是以無人駕駛飛機為空中平臺，通過攝像機和高分辨率的數碼相機獲取視頻信息，對于圖像信息的處理，可以通過航空攝影的拍攝工作，并且能夠制成一系列的3D產品，例如：正攝影像圖、數字高程模型、地形圖等。無人機航攝技術集航空拍攝測量、遙控、遙感、高空拍攝于一體。無人機的成本較低、靈活機動、結構簡單，不僅能夠執行有人飛機執行的任務，還能夠完成有人飛機不能完成的任務。

2 無人機航空攝影技術的應用概況

2.1 無人機航空攝影技術的應用特點

無人機的航攝是集齊了各種先進的技術和設備，小型的系統，相比于常規的航攝系統，具有以下幾個特點：1）不需要專業的起降機場。2）攜帶方便、能夠高效、快速的執行各種飛行任務。3）系統集成度高、體積小。無人機的機身和機翼都較小，無人機的系統集中了數碼相機傳感器、通訊系統、飛行控制設備、全球衛星導航系統設備、飛行平臺等。無人機的各種設備技術和整體系統都發展的相對成熟。4）對于天氣條件的要求較低。5）現勢性強、影像的分辨率較低。6）無人機的系統簡單，容易維護。7）工程具有較低的風險。

2.2 無人機攝影測量技術應用現狀

隨著3S技術、數碼相機技術、數字通訊技術、自動控制技術、計算機技術的發展，無人機的航攝技術也隨之迅速發展起來，能夠有效地補充航測遙感領域，隨著無人機航拍技術的需求不斷擴大，在各個領域中都可以應用無人機航拍技術，例如：礦產開發、森林管理、生態保護、環境治理、測繪、數字農業、網線鋪設、城市交通、災害評估與預測、突發事件的實時監控、城市規劃、土地面積管理、國土資源調查、通信站點的建設、素質城市的建設、國家接觸地圖的測繪等，具有較為重要的國民經濟發展的意義。

3 工程應用實例

（1）獲取數據。現以某地風電場航空攝影項目為例，其作業過程中采用無人機航拍，相對航拍高度為900米，實際成圖比例為1：2000，此次航拍共派出六個航拍機。

（2）數據情況。經過一系列的預處理工作，格式轉換、畸形糾正，總共獲取有效航片的數量為1813張，航片的色彩清晰、均勻，顏色飽和，沒有刮痕，層次豐富。

（3）外業控制測量與調繪。在正式的進行調繪工作前，需要進行定量處理，對于粗略的POS數據進行空三加密的方式，再通過無縫鑲嵌的技術，生成大幅的面影像，最后將影像沖洗出來，供外業控制調繪和測量時使用。

（4）基礎控制測量。本次的航拍測量采用了GPS技術進行標準的精度測量，總共收集到了7個已知點，埋設了49個基礎的控制點。在野外進行調繪是一般采取綜合判讀的調繪法，先在室內進行判讀調繪，然后再到野外定性、調查和檢核，最后在室內進行整體描繪，為了能夠對外業現場進行核實，需要制作以正射影像圖為標準，將影像打印出來，圖片上需要標出明顯的地標建筑，調繪只能夠對數量和性質進行說明，形狀和位置應該以內業的立體模型為主。調繪的內容包括地理名稱、土質、植被、地貌、管線、交通信號以及居民地的設備等。

4 空三加密及地形圖測繪

4.1 空三加密

采用全數字平臺作業，由空三加密的測量工作站完成，需經過控制點轉刺、自動生成連接點、內定向、影像輸入、區域網平差等過程。這個項目需要進行兩個加密區的作業，使得空三精度能夠提高，為了能夠滿足標準的規范要求，最后輸出空三測量結果。

4.2 地形圖測繪及修測

（1）對于立體模型中的數據采集，可以通過空三的成果恢復立體模型，對地標建筑物的采集按照編碼進行分成，采集區域內要保證居民的和獨立的地標建筑較少，要考慮到道路和地貌的因素。

（2）圖形編輯。作業平臺的符號庫、線型和比例尺的設置，能夠將采集到的圖形轉化為CAD的數據，然后再將地形圖轉化成文件的形式，最后再通過調繪片檢測地標建筑物的遺漏。

（3）地形圖修測。在發現測量平臺精度不符合標準時，對于內業數據的修測可以利用外業的數據。被利用的外業數據不能再對圖形中的檢查點進行檢查。

4.3 DEM、DOM產品生產

對于立體數據的采集的精度取決于地圖的精度，當圖片中插入DEM時，會使圖片的精度降低。DOM可以由數字高程模型和內外方位元素構成DEM，對于影像的重新采集可以運用微分糾正軟件，對于測量數據的不真實，可以通過糾正因飛機傾斜、地面起伏而造成的失誤，可將中心投影的形式轉換為垂直投影，最終可得到單張的正射影像的相片,通過檢查編輯、裁切、鑲嵌、勻光、調色等步驟，使得單片正射影像生成區域正射影像圖。

5 結語

無人機航空攝影測量在風能開發勘測中的應用意義深遠。在進行勘測的過程中，首先應當結合實際情況，對無人機航空攝影技術的特點以及性能進行全面的把握。同時還要做好相應的地理繪測以及空三加密的相關工作，從而有效地提升無人機航空攝影測量的效率。

[1]史文飛.無人機航空攝影測量技術在電力工程測量中的應用[J].企業研究,2014(02)：12-15

[2]劉偉,朱正榮.無人機航空攝影測量技術在風電場勘測設計中的應用[J].內蒙古電力技術,2013(02)：46-48

[3]孫朝陽,鄭彥春,徐秀云.無人機航空攝影測量技術在風能開發勘測方面的應用[J].電力勘測設計,2011(05)：36-39

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.22.074

王偉（1985-），工程師,主要從事航空攝影測量、地籍測繪、工程數據庫建設等相關管理工作。