無人機航空攝影測量在帶狀地形圖測量中的應(yīng)用

范 晶

（黑龍江省有色金屬地質(zhì)勘查七〇三隊，黑龍江 哈爾濱 150300）

1 無人機航空攝影測量

無人機航空攝影測量是傳統(tǒng)航空攝影測量手段最有力的補充，它可以彌有效補傳統(tǒng)航空攝影測量手段的不足，具有靈活方便、快速高效、精細準確、使用成本低、適用范圍廣等特點[1]。在飛行困難的地區(qū)和小區(qū)域進行作業(yè)時，有著成像快、分辨率高等優(yōu)勢。無人機航空攝影測量被廣泛應(yīng)用于國家國家重大工程建設(shè)、應(yīng)急災(zāi)害處理、地理監(jiān)測、資源開發(fā)等方面，尤其是在地形測量、新型城市建設(shè)、突發(fā)災(zāi)害數(shù)據(jù)測量繪制等方面具有廣闊的市場前景。

2 帶狀地形圖

帶狀地形是指呈條帶狀的狹長地帶地理位置的走向，據(jù)此繪制的地形圖叫做帶狀地形圖，它常被用于復(fù)雜地區(qū)公路、鐵路、河道水利工程的紙上定線和后續(xù)相關(guān)設(shè)計。

3 無人機航空攝影測量簡述

（1）無人機航空攝影測量技術(shù)的特點分析。無人機航空攝影測量技術(shù)能在帶狀地形圖測量中得到廣泛的應(yīng)用，主要是由于無人機航空攝影測量技術(shù)具備以下特點：①時效性好、性價比高。通過對無人機航空攝影測量和傳統(tǒng)衛(wèi)星匯測的比較，可以發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)衛(wèi)星匯測的數(shù)據(jù)存檔時間較長，無人機航空攝影測量技術(shù)能夠很好地對這一問題進行解決，它可以隨拍隨發(fā)，在短時間內(nèi)完成對地形的測量，為用戶提供相關(guān)數(shù)據(jù)信息。并且，無人機航空攝影測量的價格適中，相比較于人工測量，具有很強的性價比[2]。②受限范圍小。無人機航空攝影測量一般是在低空的環(huán)境下進行，對起降場地沒有太高的要求，氣候條件對它的影響也比較小，我國幅員遼闊、地大物博，很多地區(qū)常年受到惡劣自然天氣因素的影響，由于無人機不受航高的太多限制，成圖的清晰率也比較高，可以在一定程度上解決這些問題。③迅速獲取數(shù)據(jù)信息進行模型構(gòu)建。無人機航空攝影采用了多種高科技數(shù)碼攝影技術(shù)，能及時、準確、快速地生成DOM、DSM等數(shù)字影像以及三維可視化數(shù)據(jù)、模型等。

（2）無人機航空攝影測量技術(shù)的優(yōu)缺點。無人機航空攝影測量技術(shù)具有以下優(yōu)點：對起降場地的要求較低，相對于傳統(tǒng)地面匯測和傳統(tǒng)航測，自然環(huán)境因素對無人機航空攝影測量的影響較小。它能夠在不超過5000m的高空進行飛行拍攝，受云層的干擾度較低，通過搭載多種先進性相機，對鏡頭的靈活運用，就可以快速獲得成像清晰的圖片信息。能夠十分完整的向相關(guān)人員展示出所要匯測地區(qū)的地形、地貌、地物等信息，同時它還具有操作方法便捷、簡單、易上手的特點，并且維修、作業(yè)的成本較低。無人機航空攝影測量主要具有以下缺點：無人機的飛行狀態(tài)有時會很不穩(wěn)定，常會出現(xiàn)風(fēng)向、風(fēng)力大小影響飛行角度過大或過小、偏離航線等情況，造成拍攝成像清晰度不高導(dǎo)致拍攝質(zhì)量降低的狀況。這為相關(guān)工作者開展后續(xù)工作帶來了一定的難度，同時由于無人機的續(xù)航能力較差，在空中進行攝影測量時，一次性覆蓋門面較少，不適合大范圍的航空攝影測量。

4 無人機航空攝影技術(shù)對地形的測繪

在對地質(zhì)地形進行測繪時，無人機航空攝影測量技術(shù)是一項十分重要的測繪技術(shù)。它可以將GPS定位系統(tǒng)中的導(dǎo)航信息與無人機航空拍攝的影像資料充分融合，從而獲取對測繪范圍內(nèi)地質(zhì)地形的數(shù)據(jù)。使用無人機航空攝影測量技術(shù)，能夠?qū)Φ刭|(zhì)地形測繪的數(shù)據(jù)進行直接的記錄與保存。無人機對地形進行航空測量時一般將相片的控制點選在較為明顯的地區(qū)來獲得更加理想的數(shù)據(jù)?？罩腥菧y量是使用無人機航空攝影技術(shù)對地形進行測繪的一項十分重要的內(nèi)容，它的主要原理就是利用無人機對所測地區(qū)的地形地貌進行測量，收集其中的有效信息。在整個地形測繪的過程中，系統(tǒng)能夠根據(jù)所測地區(qū)的實際情況，對測量儀器進行相應(yīng)的調(diào)整，但是在進行對地形的三角測量之前，也需要人工對測量參數(shù)進行調(diào)整，保證不同連接點更加符合地形測繪工程的需要。

5 無人機航空攝影測量在帶狀地形圖中的應(yīng)用

（1）工程實例分析。本項目位于我國黑龍江省東北部的大興安嶺中低海拔地區(qū)的一個狹長地帶，它大致呈東北-西南走向，高程為10～2030之間，平均海拔為718m。本次主要對大興安嶺地區(qū)進行1：2000的基礎(chǔ)地質(zhì)地形測繪，總面積約4.6萬平方公里。鑒于大興安嶺地區(qū)地質(zhì)地形的特殊性與復(fù)雜性，采用常規(guī)的測量手段易導(dǎo)致施測難度大，作業(yè)效率低等問題的出現(xiàn)。而采用無人機航空攝影測量具有時效性強、受限范圍小、適應(yīng)能力廣等特點，能夠有效解決大興安嶺地區(qū)地質(zhì)地形測量的不足。

（2）無人機航空攝影測量分析。在測量過程前做準備工作時，需對無人機攝影工作流程進行明確說明，做好空中三維測量的準備工作。在空中進行三維測量的過程中，應(yīng)采取相關(guān)的系統(tǒng)軟件來進行空間三維計算。在軟件應(yīng)用的過程中應(yīng)做好以下幾項工作來確保空間三維測量的順利開展：①將無人機航空攝影的數(shù)據(jù)格式調(diào)為jpg格式，認真核對相機的相關(guān)設(shè)置。這其中包括焦距的調(diào)節(jié)、主坐標點的調(diào)試、成像大小的調(diào)整等，同時還需對無人機的飛行航線有個合理的設(shè)定。②矯正差值。無人機在進行航空攝影測量時，會受到風(fēng)力、風(fēng)速的影響，導(dǎo)致飛行角度忽大忽小，這樣會對測量的結(jié)果起到一定程度上的影響。相關(guān)工作人員應(yīng)采用畸變程序?qū)Υ思右猿C正，使最終得到的圖像是攝影主點沒有進行偏移的圖像。③對測區(qū)高層文件進行建構(gòu)。這就需要對之前經(jīng)過矯正差值的得到的圖像進行引入，然后采用相關(guān)參數(shù)數(shù)據(jù)，確立初始航帶偏移量，通過自動相對定向，除去其中誤差較大的相點，最終根據(jù)連接點的互交編輯作業(yè)來獲得相應(yīng)的結(jié)果。④取得成果。在自動向定過程中，需要確保定向點在所呈影像上的數(shù)量要大于900個，同時還需保證他們布局的合理性，最后通過相應(yīng)軟件對無人機航空攝影測量區(qū)域進行接邊合并并對文件進行輸出工作，通過進一步的加密來對文檔進行較好的儲存。

（3）對數(shù)字線劃圖進行思考分析并獲取最終影像資料。在對于數(shù)字線劃圖的處理過程中需要用到AtuoCAD2006的CASS大比例尺版編輯軟件對所得數(shù)據(jù)進行編輯，在此過程中有關(guān)工作人員需要加強職業(yè)素質(zhì)和技能，按規(guī)章制度去進行操作，使誤差處于可控范圍內(nèi)，得到最終所需要的影像資料。這就需要將之前加密過的數(shù)據(jù)影像導(dǎo)入到程序中去，讓系統(tǒng)通過自行辨別、自動分配最終生成DSM，再對DSM進行程序處理轉(zhuǎn)為DEM格式，并對最終所需的DEM進行制作，形成有效影像。

6 結(jié)語

綜上所述，無人機航空攝影技術(shù)能夠很好地應(yīng)用于帶狀地形圖的測量之中，對帶狀地形數(shù)據(jù)信息的獲取起著重要的作用。它具有時效性好、性價比高，受限范圍小，簡單、便捷、易操作等優(yōu)勢。但無人機航空攝影測量在帶狀地形圖測量應(yīng)用中仍存在著一些問題亟待解決，這就需要不斷加強相關(guān)技術(shù)的研發(fā)力度，促進無人機航空攝影測量技術(shù)在對帶狀地形圖的測量上獲得更大的發(fā)展空間。