測繪工程中無人機攝影測量技術運用分析

姜皓然

【摘 要】與傳統的人工測量相比，無人機具有靈活、快速、操作范圍廣等優點。無人機傾斜攝影測量技術是指無人機配備多鏡頭攝像機，對拍攝區域進行全方位無死角拍攝，然后通過室內差分處理，制作出三維真實場景模型。斜向攝影測量具有全面、直觀、高效、低成本、高精度的特點。本文分析了無人機攝影測量技術在測繪工程中的應用。

【關鍵詞】測繪工程;無人機;攝影測量技術;運用分析

引言

進入21世紀，隨著科學技術的飛速發展，它對各行各業都產生了非常重要的影響，斜攝影測量就是其中之一。攜帶的傳感器數量不限于一個，完成了圖像的同步采集，從而獲得更多的地物真實信息。這項技術有其獨特的優點，在經濟建設的許多領域得到了廣泛的應用。

1測繪工程技術的發展現狀

目前，測繪工程技術的發展主要體現在以下幾個方面。① 隨著計算機技術和機器人技術的發展，測繪工程技術開始向智能化、機械化方向發展。傳統產業結構受到巨大沖擊，經濟發展方向發生重大變化，為中國經濟發展和現代化進程開辟了新的可能性和方向;② 與傳統測繪技術相比，現代測繪工程的測繪方法發生了重大變化，包括GPS、GIS、RS等現代測繪技術，為工程測繪帶來了更多的可能性。同時，隨著技術的發展越來越豐富，測繪工程技術在其他領域的應用也開始逐步實現，促進了測繪工程技術的多元化發展;③ 在現代測繪工程技術中，計算機網絡技術、通信技術、衛星技術等現代技術的應用，極大地提高了測繪工作的效率，使測繪工作更加方便。在提高效率的基礎上，由于信息技術的應用，精度也得到了很大的提高。同時，現代測繪工程技術利用電子信息傳輸，通過互聯網進行多重備份和存儲，有效避免了紙質信息傳輸帶來的信息傳輸不準確和信息傳輸缺陷。表達不清等缺點大大提高了信息處理的效率。

2無人機航空攝影

無人機航空攝影主要包括無人機發射、作業飛行、無人機回收、數據檢查等步驟。1）選擇適宜的起降場地，在接收到飛行指令后，發射無人機。2）地面站實時監控無人機數據采集，由于無人機集成可高精度的差分系統，只需獲取無人機端的差分數據和地面端的基站數據即可。3）無人機完成飛行任務后，返航到降落點上空，在操控員能夠掌控無人機的前提下，用遙控器切換到人員操縱模式，引導無人機安全著陸。4）從存儲設備中導出影像數據和差分數據，并進行數據檢查，看數據是否合格，如不合格，進行補飛工作。

3傾斜攝影測量的原理

傾斜攝影測量是在無人機上搭載多臺相機，同時從下視、斜視等不同視場角度進行影像獲取，獲取的信息可以完整地表達地物的具體情況。相對于地面成90°夾角拍攝獲取的影像稱為垂直影像，相對于地面有相對應的夾角拍攝獲取的影像稱為傾斜影像。把傾角大于15°的拍攝相機都稱為傾斜相機。傾斜攝影的發展不是對限定相機鏡頭數量進行設計，傾斜相機的關鍵指標是獲取不同方向影像的能力和每個架次作業范圍的大小。

4基本功能設計

（1）基礎航線規劃功能。支持通過區域設置、重疊度、飛行高度自動生成航線，同時支持修改飛行參數、添加航點、導出等功能。參數設置包括：相機參數（焦距、傳感器分辨率、尺寸、快門，拍照模式為等時和等距）、航向重疊率、旁向重疊率、主航線角度、云臺俯仰角度、飛行速度、飛行高度、目標地面采樣間隔（GSD）、相機朝向等。內置多種相機參數數據庫及高德、百度等在線地圖。（2）一般區域的航線規劃。通過導入矢量圖層或手動編輯的方式確定采集范圍，輸入高度信息，按照前文航線規劃研究的方法，選擇合適的航線飛行方式，自動實現無人機的加密飛行或者規避飛行，在復雜地形下飛行時會自動升高或降低單條飛行航線高度，保持相對地面高度的一致。（3）特殊地物的航線規劃。通過導入矢量圖層或手動編輯的方式確定地物的范圍，并設置高度、重疊率、建筑物距離等參數后自動生成航線。可以選擇環形規劃方式或水平“之字形”規劃方式。（4）復雜地貌的航線規劃。通過導入矢量圖層或手動設定的方式確定地貌范圍，依據高度信息、重疊率以及鏡頭方位，按照前文航線規劃研究的方法，自動生成航線，自動實現無人機的加密飛行。在復雜地形飛行時可自動升高或降低航點高度，保持與地面的相對高度一致。（5）航點修改。支持系統中航點直接編輯，也支持將航點導出為xml、txt等文本格式，經修改后的文件可重新導入系統中替換原航點信息。（6）基于圖幅的航線規劃。支持導入標準地形圖幅和自定義圖幅，可在系統中進行圖幅的搜索定位和根據圖幅自動生成航線。

5外業像控選點測量

無人機是通過無線電傳輸信號進行遠程控制的設備或通過實施使用機載電子計算機的編輯系統控制的無人駕駛飛行器。它可分為兩種類型，固定翼和多轉子。根據其種類和飛行特性，航空攝影測量多用固定翼，傾斜攝影測量多用多旋翼。外業像控點的選擇直接關系到模型坐標精度的大小，根據航空攝影測量中關于像控點的選擇和精度的要求和規范。選擇相控點時要選擇一旁有明確標志性建筑物的、在相片中能夠清晰地看到選擇的標志性物體，在沒有標志性物體時應自己用顏色區分明顯的油漆噴涂相控標志物，且標志圖像邊長大小不小于30公分。

6在GPS布設方面的應用

在測量工程中，GPS布設也是一個關鍵環節，它有利于無人機相機數據的同步，是提高工作效率和效果的重要途徑。要實現這一目標，就需要對GPS布設的精度有嚴格的要求。GPS布設完成后，下一步要做的工作就是接收信號。可以說，信號的接收是在完成GPS布設的基礎上進行的，目的是為了更順利地接收測繪數據。在接收到信號之前，無人機首先要確保有足夠的電源。對于傳統的垂直攝影，由于信息密度較低，需要擴大面積來完成對被測目標的攝影，這無疑會延長攝影時間，因此無人機需要更充足的電源。傾斜攝影以各種攝影模塊的形式存在。它能以較少的拍攝次數進行多角度拍攝，大大縮短了拍攝工作時間，有效降低了無人機的供電壓力，擴大了其拍攝工作范圍，將GPS部署的工作效率提高到一個新的水平。

結束語

測繪技術的發展和應用，對我國建設和經濟建設的發展起到了重要作用。隨著時代的發展和科學技術的不斷進步，特別是計算機網絡、機器人等現代技術的實際應用，繪圖和測量技術不斷創新和發展。當今時代，在測繪技術研究中心，利用計算機網絡、機器人等技術的智能化和高效化，大大避免了傳統測繪技術的弊端，并將測繪技術從傳統方式轉變為新時期智能化、現代化、機械化的高效測繪技術，以更高的精度和效率完成測繪任務，為我國經濟發展作出巨大貢獻。當今時代線下，科技和人才是國家展的根基。國家要想實現快速發展，科技創新是必由之路。只有掌握核心技術，占領創新制高點，才能不被別人控制。在創新發展的同時，盡量減少高消費品的使用。利用低消耗、可再生資源、綠色環保產品，促進綠色可持續發展。

參考文獻：

[1]張涵. 無人機在測繪工程中應用技術的分析[J]. 硅谷，2014，000（016）：127-128.

[2]楊德芳，王紅蓮，王桂前，楊曉英. 無人機攝影測量技術在線路工程勘測中的應用研究[J]. 現代測繪（6期）：18-21.