無人機航空攝影測量內外業一體化技術研究

孫可可 梁曉軍 趙小剛 樊濤

摘 ? 要：我國科技的飛速發展促進了無人機低空拍攝技術的完善，在對地形圖進行測繪的精度上得到了進一步提高，而隨著城市建設的不斷擴展，無人機低空航拍技術必然得到進一步的運用與發展。基于此，本文首先簡單闡述了無人機拍攝測量系統的特點，分析了無人機航拍測量技術的應用流程，隨后從像片控制、影像預處理以及空中測量三方面對無人機航空攝影測量內外業一體化進行質量控制，以此僅供相關人士交流參考。

關鍵詞：無人機航空攝影 ?內外業一體化 ?質量控制

中圖分類號：P221 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2019）08（a）-0003-02

1 ?無人機拍攝系統的特點

無人機航空拍攝系統的廣泛運用離不開其五大優勢。（1）日常天氣情況和地表形態、地面情況對其拍攝產生的影響小，遠程操作的方式便捷易懂，也使得作業方式更加靈活迅捷[1];（2）無人機拍攝系統產生的成本相對較低，無論是無人機自身平臺的搭建，還是航拍設備的常規維護，以及其管理成本都較低[2];（3）人為控制無人接的飛行高度，可高可低，不僅可以獲得大量資源信息，更是在進行低空航攝時，獲取的影像信息分辨率高，提高信息質量;（4）影響的重疊度可根據實際需要進行控制，后續處理的準確性、可行性在大重疊度影響上體現得尤為明顯[3];（5）無人機攜帶方便，可隨身攜帶任意轉換作業場所，且空余無需申請。當前，隨著無人機航攝系統的運用范圍的擴大及其體現出的優勢，越來越多的人開始重視無人機的作用，對小型無人機在對地觀測上的作用的技術研究是國際上的研究的熱點，以期不斷提高無人機對地觀測系統的性能比。

2 ?無人機航拍測量技術的應用流程

（1）嚴格篩選無人機種類。由于拍攝對象的具體性，無人機在進行實際航空拍攝測量時，技術操作人員應考慮到航攝對象特性、測量具體要求來有選擇性的挑選合適的無人機，如對無人機的載荷、多旋翼機翼機固定翼的考慮，以保證并提高測量的實際效果。

（2）掌握測量區域最新信息。在掌握測量區域的相關信息資料后，整合利用，并可參考信息對無人機進行模擬運行，避免作業現場因無人機故障而無法順利開展工作。

（3）設計航攝路線。無人機的航攝路線關系著測量的質量，根據掌握的測量區域信息，設計合理的飛行路線并不斷優化，保證無人機飛行暢通，提高測量的準確性與完整性。此外，對設計好的航攝路線也應進行模擬測試。

（4）分析處理掌握的測量區域地形信息。尤其在進行低空飛行作業時，對測量區域的地形數據與信息進行精準的分析處理有助于保證作業的順利完成。

（5）運用DOM于DEM軟件。DOM與DEM等軟件對像空成型的處理具有可靠性，對于處理結果要注意復查，如發現偏差及時采取糾偏措施，提高測量質量[4]。

3 ?無人機航空攝影測量過程中的內外業一體化質量控制

3.1 像片控制

3.1.1 影響資料進行分析

利用無人機進行航攝測量時，為了避免飛行航線之間的重疊度與成像像片的重疊度不符合相關標準，在設計各條飛行線路時，要確保其線路間隔的合理性與科學性。另一方面，在航攝測量途中，要確保測量區域的完整性、覆蓋的全面性，為了降低測量誤差的出現，在測量區域內同時進行的無人機航攝路線應不少于5條，并且要保證像片傾斜角、飛行線路彎曲度、旋偏角符合規定要求。除此之外，在控制無人機的過程中，要重視其在飛行航空攝影作業中系統的準確性、精確性，發現偏差及時調整，保證航攝系統的高精準度，提高像片質量，從而提高測量質量。

3.1.2 布設像控點和編號

像控點的布設與編號需要注意一下兩點：（1）像控點布設。像控點的布設需要重視全面性，為保證測量區域的全覆蓋，測量的整體完善性，相關技術人員在利用無人機進行航攝測量時，一定要重視像控點布設的科學性、合理性，操作人員在進行實際航攝時，也應注意復查像控點布設的合理性。（2）對像控點進行編號。通常回憶航線號加上點序號的形式來對像控點進行編號，這也是控制無人接航空攝影測量質量的重要環節。

3.1.3 像控點的測量

CPR與全站儀等測量儀器可以對像空點坐標進行較為精準的測繪。為控制像控點測量結果的精確度與可靠性，在使用無人機進行航攝測量時應嚴格遵循常規航攝測量外業相關規范，做好控制點測速接受工作。對于合格的像控點成果可采用workpass軟件來完成數據處理分析工作。

3.2 影像預處理

無人機航空拍攝系統的拍攝任務主要是交由自身安裝的費量測數碼相機來完成的，相機的參數比等性能是影響測量靜準確的重要原因。由于存在較大的畸變差，未經修正的航攝影像難以進行后續空空三角測量工作。因此，在缺乏高精度室內外檢測場時，通常是先參考非量測數碼相機的評定結果，先矯正畸變差，再完成影像的空中三角加密工作。

3.3 空中三角測量

3.3.1 空三加密經過像控點測量、像點聯接、平差計算過程

（1）對外控點進行量測。完成外控點的測量工作需先對測量區域的4個像控點進行測量評定，而借助模仿功能，對精準度A目標的測量工作將由剩下的像控點來完成。值得注意的是，需設置兩名技術操作人員來對控制點進行掌控。（2）通過對外業工序的應用，可加入計算基礎控制點來提高空中三角加密任務的精準度。（3）為了控制預算偏差，需利用最大化實物校準，并參考消除因素，把控最大化隔空物，從而鈣化全部像素。利用配備的航線列表全面展開匹配工作，在程序自動化的設置下，拋開大部分、放略多的像點。

3.3.2 區域網空中三角測量

測量區域空中三角的目的，主要是為了利用地面控制點、對物方空間以及連接點三者的坐標，來平差測量所獲得的數據信息。并在之后根據計算所得的平差值，求解影響的外方位元素。另外，對空三測量的精準度會直接影響無人機航攝測量的最終結果，因此進行空三測量時，必須嚴格把控精準度。

3.3.3 DLG生成與外業操作

DLG即數字線劃地圖，有收集并保存所測得的地形空間要素基本信息與屬性的功能。為了使地圖的數字規劃得到最好的表現效果，通常需要完整表述地表現象，并將所測各種數據信息加以保存、整合。此外，DLG可以進一步分析實際測量要求的合理性，并據此選擇需要的信息與數據，幫助開展空間分析任務。

實際上，DLG的功能遠不止保存信息和分析測量要求。DLG的高現代化、高科技性亦可以極大地幫助無人機完成航空拍攝測量任務。及時數據量使用有限，DLG一課生成專題地圖，成圖效率更高，且成圖的質量較高，可以輔助分析各類實際需求。但是，由于在航攝過程中難免遇到特殊地形，無人機航攝的真實性得不到保證，因而需要外業技術人員進行補測，分析補測所得數據并與無人機航攝測量結果進行校對，因而需重視技術人員的專業性與實踐經驗。

4 ?結語

科技創新是促進發展的第一動力。無人機航空攝影作為典型的現代化高科技測量技術，為地形測量、城市建成提供了更為便利、精準的技術支持，有利于促進地形測量機構、促進國家與人民的發展。因此，提高無人機航空攝影測量內外業一體化的作業質量有其重要性與必然性。

參考文獻

[1] 高兵.無人機航空攝影測量內外業一體化技術研究[J].工程建設與設計，2018（9）：173-174.

[2] 沈培芳.無人機航空攝影測量內外業一體化技術研究[J].科技創新導報，2017（14）：120-121.

[3] 張守魁.無人機航空攝影測量技術在礦區地形測量中的應用與探討[J].資源信息與工程，2017（3）：86.