無(wú)人機(jī)航攝在地籍測(cè)繪中作業(yè)策略

趙鴻飛 李飛虎

江蘇煤炭地質(zhì)物測(cè)隊(duì)

無(wú)人機(jī)航攝在地籍測(cè)繪中作業(yè)策略

趙鴻飛 李飛虎

江蘇煤炭地質(zhì)物測(cè)隊(duì)

無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)成為一種基礎(chǔ)的地理信息采集方法之一。在微處理機(jī)技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)快速發(fā)展的背景下，無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量技術(shù)也得到了很好的發(fā)展，再加上政府部門策略資料應(yīng)用需求的不斷增大，同時(shí)對(duì)資料所能夠涵括信息容量的要求也越來(lái)越高。鑒于此，本文就無(wú)人機(jī)航攝在地籍測(cè)繪中作業(yè)策略展開(kāi)探討。

無(wú)人機(jī)；航空拍攝；地籍測(cè)繪

1、無(wú)人機(jī)航測(cè)系統(tǒng)的概述

無(wú)人機(jī)最早是美國(guó)用于軍事，而現(xiàn)在中國(guó)在無(wú)人機(jī)研究領(lǐng)域是發(fā)展最快最好的。無(wú)人機(jī)航測(cè)系統(tǒng)是結(jié)合先進(jìn)的無(wú)人機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、攝影測(cè)量技術(shù)等技術(shù)，通過(guò)拍攝進(jìn)行所需信息的提取，然后對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)處理分析的系統(tǒng)。無(wú)人機(jī)系統(tǒng)包括飛行平臺(tái)、傳感器(數(shù)碼相機(jī))、飛行控制系統(tǒng)、地面監(jiān)控等等，在實(shí)際運(yùn)行中，按照需要測(cè)量的地理環(huán)境和地質(zhì)環(huán)境要求，可以進(jìn)行軟件系統(tǒng)的選擇調(diào)整。使用無(wú)人機(jī)進(jìn)行空中測(cè)量是一個(gè)比較先進(jìn)的新技術(shù)，可以在很大程度上提高地形測(cè)量的準(zhǔn)確度，大大節(jié)約了測(cè)量時(shí)間，具有很高的工作效率。但是目前無(wú)人機(jī)的航測(cè)技術(shù)仍然存在一些問(wèn)題，比如在航空攝影過(guò)程中，如何提高拍攝像素和攝影技巧，圖像不夠清晰也是航空攝影的常見(jiàn)問(wèn)題，因此，對(duì)無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)的研究仍需不斷進(jìn)行，對(duì)不同的地勢(shì)地形以及測(cè)量的不同要求，進(jìn)行測(cè)量?jī)x器設(shè)備的不同選擇，采取對(duì)應(yīng)的措施，不斷完善測(cè)量過(guò)程，總結(jié)分析經(jīng)驗(yàn)，提升無(wú)人機(jī)航測(cè)的技術(shù)水平。

2、無(wú)人機(jī)應(yīng)用于地籍測(cè)繪的可行性分析

2.1 通過(guò)高分辨率多角度影像實(shí)施測(cè)量

無(wú)人機(jī)內(nèi)部裝設(shè)有精度較高的數(shù)碼成像裝置，這些設(shè)備通常具備垂直和傾斜攝影技術(shù)能力，其平面影像除了能夠通過(guò)豎直拍攝獲取之外，還可以通過(guò)低空飛行的方式，通過(guò)多角度的攝影以獲取物體多面高分辨率紋理影像，該特征可以很好的處理高層建筑物的遮擋難題。

2.2 機(jī)動(dòng)性能較為靈活

該技術(shù)具有非常強(qiáng)的靈活性，無(wú)人機(jī)即便是沒(méi)有專門的起降場(chǎng)地還是可以正常飛行，另外，升空時(shí)間也相對(duì)較短，運(yùn)行成本很低，且操作系統(tǒng)比較便捷。基于這些優(yōu)勢(shì)，使得無(wú)人機(jī)得到了高頻率的使用。和有人駕駛的飛機(jī)不同之處在于，無(wú)人機(jī)在飛行時(shí)可以根據(jù)預(yù)先設(shè)置好航線來(lái)飛行并完成規(guī)定的任務(wù)，且穩(wěn)定性較高，使得航線以及拍攝控制精度都獲得大幅度提升。通常而言，無(wú)人機(jī)可以搭載5kg油量，可以在空中持續(xù)飛行1600km，飛行時(shí)間長(zhǎng)達(dá)16h以上，但飛行高度只有50～1000m，高度控制精度在10m范圍以內(nèi)，所以，無(wú)人機(jī)一次可以完成很多的測(cè)繪任務(wù)。

3、無(wú)人航攝在地籍測(cè)繪中的運(yùn)用對(duì)策

3.1 航攝中對(duì)像片的控制測(cè)量

通過(guò)航空攝像測(cè)量技術(shù)對(duì)地籍進(jìn)行測(cè)繪時(shí)，在像片控制測(cè)量方面，目的在于將航攝資料與導(dǎo)航定位信息進(jìn)行互相結(jié)合，再利用地面測(cè)量數(shù)據(jù)與航攝資料進(jìn)行關(guān)系換算，這樣使得地籍測(cè)繪資料更加真實(shí)，必要情況下可以將情況進(jìn)行反應(yīng)記錄。在進(jìn)行航攝測(cè)量時(shí)，根據(jù)像片控制點(diǎn)來(lái)進(jìn)行特殊的分布和設(shè)置，再結(jié)合導(dǎo)航系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)繪地區(qū)地籍的全面、準(zhǔn)確測(cè)量。在針對(duì)某些外業(yè)控制點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量的時(shí)候必須要注意定位操作。一般而言，將像控點(diǎn)中外業(yè)控制點(diǎn)設(shè)置于道路的斑馬線或者拐角上，必須要注意，要將其放在有著顯著特征或者參照物的位置。

3.2 航攝測(cè)量中的空中三角測(cè)量

在進(jìn)行航空攝像測(cè)量的時(shí)候，空中三角測(cè)量就是通過(guò)航空數(shù)碼攝像器材對(duì)該地區(qū)地籍進(jìn)行有效的測(cè)繪，無(wú)需人工對(duì)航空攝像所拍攝到的數(shù)碼影像進(jìn)行設(shè)置或者干預(yù)，因?yàn)樗梢愿鶕?jù)系統(tǒng)的設(shè)置自動(dòng)的進(jìn)行有關(guān)計(jì)算。要想進(jìn)行空中三角測(cè)量，必須要人為的選定連接點(diǎn).使得能夠得到順利完成。進(jìn)而完成測(cè)量模型的連接以及測(cè)量航帶的連接等，再針對(duì)連接點(diǎn)以及像控點(diǎn)位置實(shí)施調(diào)試，從而可以實(shí)現(xiàn)比例繪制的目的，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)該地形的精確測(cè)繪。

3.3 影像畸變差改正

在無(wú)人機(jī)航攝過(guò)程中，主要采用的是 INPHO 作為后處理軟件。由于獲取的影像數(shù)據(jù)邊緣存在畸變，這種誤差直接造成了相機(jī)圖像在不同程度上的光線會(huì)出現(xiàn)畸變可能性，影響圖像質(zhì)量。因此在進(jìn)行精確檢測(cè)的時(shí)候需要對(duì)畸變圖像進(jìn)行校正。數(shù)字相機(jī)圖像畸變校正主要利用投影幾何中直線中心投影變換原理進(jìn)行檢測(cè)，根據(jù)檢測(cè)之后結(jié)果對(duì)產(chǎn)生畸變的圖像進(jìn)行校正。同時(shí)消除圖片中噪聲點(diǎn)，利用直線約束方式強(qiáng)化畸變系數(shù)能夠更好地對(duì)畸變圖像進(jìn)行校正，這也是現(xiàn)代地籍測(cè)繪技術(shù)應(yīng)用最為廣泛的措施。

3.4 空三加密

無(wú)人機(jī)航攝過(guò)程中使用的相機(jī)屬于非量測(cè)相機(jī)，形成的照片上很容易出現(xiàn)光學(xué)畸變現(xiàn)象。這就影響到實(shí)際景象成像，同時(shí)也是處理流程當(dāng)中重點(diǎn)。為了解決光學(xué)畸變現(xiàn)象，需要對(duì)實(shí)際景象正后方進(jìn)行空三加密，同時(shí)也是提升無(wú)人機(jī)航攝效果關(guān)鍵措施。

在地籍測(cè)繪項(xiàng)目中主要應(yīng)用PixelGrid系統(tǒng)，這是根據(jù)無(wú)人機(jī)航攝特點(diǎn)對(duì)影像進(jìn)行的處理，建立相應(yīng)模塊。同時(shí)模塊在完成之后就能夠根據(jù)相對(duì)定向需求實(shí)現(xiàn)連接，保證無(wú)人機(jī)在航攝過(guò)程中穩(wěn)定性，不會(huì)受到其他因素影響偏離航線。無(wú)人機(jī)航攝偏移會(huì)使地籍測(cè)繪中產(chǎn)生較多偏移點(diǎn)，為了提升航攝效果，保證精準(zhǔn)度，應(yīng)該強(qiáng)化人工干預(yù)手段，防止在連接過(guò)程中出現(xiàn)失敗的情況。

結(jié)束語(yǔ)：

無(wú)人機(jī)航攝系統(tǒng)在地籍測(cè)繪中的應(yīng)用，能夠推進(jìn)地籍測(cè)繪應(yīng)急服務(wù)體系的完善，同時(shí)也是實(shí)現(xiàn)地籍測(cè)繪效果實(shí)現(xiàn)數(shù)字城市建設(shè)的基礎(chǔ)。然而，必須明白低空無(wú)人機(jī)航攝系統(tǒng)自身仍存在諸多缺陷，如采用小幅面的非量測(cè)型相機(jī)，單幅影像覆蓋面積小，正射影像圖接縫工作量大；像對(duì)模型多，增加了模型切換和模型接邊工作量；飛行姿態(tài)不穩(wěn)定，受天氣影響大(特別是風(fēng)力)；空中三角測(cè)量工作量大，區(qū)域網(wǎng)接邊誤差較大，影響地形圖精度。這都需要我們不斷的對(duì)其加以改進(jìn)。

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[2]李金全.基于低空無(wú)人機(jī)航攝系統(tǒng)試驗(yàn)分析研究[J].科技資訊，2017，15(14)：87-88.

[3]雷東升，查東輝，莫玉梅.輕小型無(wú)人機(jī)航攝技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].中國(guó)新通信，2017，19(12)：118.

[4]蔣小海.低空無(wú)人機(jī)航攝技術(shù)在應(yīng)急測(cè)繪保障中的應(yīng)用[J].中國(guó)高新區(qū)，2017，(12)：17+19.