無人機攝影測量的技術特點

蔣海兵

（湖南省水工環地質工程勘察院，湖南 長沙 410000）

無人機攝影測量技術作為新時代高效測繪技術之一，在各種作業中都有所涉及。特別是無人機低空攝影測量，其測量精確度已達到厘米的測量級別。從整體來看，無人機不僅方便快捷，而且實操簡單，測量具有高效率性和安全性，可以應用于各種復雜的作業項目。因此無人機攝影測量也是一直受到行業的重視和發展，包括建筑行業、林業、漁業、交通水利等地形攝影測量，考古、醫學、事故調查、生物等非地形攝影測量。在無人機攝影測量的應用中都是依托其技術的先進性和優越性進行操作的，因此在提高應用技術方面，需要根據無人機攝影技術方面進行探討與分析。

一、無人機攝影測量概述與分類

無人機是小型輕型遙控飛行器，其作業原理主要是通過提取幾何信息，在通過記錄、測量、分析與表達等操作流程的處理，獲取目標事物的影像信息。無人機攝影測量是通過利用無人機對影像進行無接觸化的測量和解譯，測量影像是對客觀物體的真實反映，具有豐富的信息和逼真的形態效果，結合分析可以獲取詳細的集合信息和物理信息。目前廣泛被應用，這主要源于其整體測量過程中受到的空間環境影響較小，可以測量不同類型或形態的物體。目前攝影測量主要朝著模擬攝影測量、解析攝影測量和數字攝影測量三個階段發展。攝影測量分為不同形式，根據測量的角度方法常采用正直攝影測量和傾斜攝影測量。

（一）正直攝影測量

正直攝影測量主要是地面立體測量，采用外業攝影取立體像對，主要是低空無人機的影響測量表現，通過測量控制點，結合內業處理，獲取拍攝區域的測量地圖形，也就是采用前方交會原理。

（二）傾斜攝影測量

無人機的傾斜攝影測量主要是通過控制無人機的飛行方式，采用同一飛行平臺，增加方向傳感器鏡頭，通過搭載5 臺傳感器，并在同一時間和同一個垂直、四個傾斜五個不同的角度采集影像，在拍攝相片過程中，要記錄航向、航速、航高、旁向重疊以及坐標等數據，最后通過對傾斜影像數據進行分析和整理。傾斜攝影測量是性格比最高的無人機攝影測量技術方式，也是在實際作業中最受重視的操作。在傾斜攝影測量過程中，無人機會在同一時間段內連續拍攝多組重疊照片，同一地物可在多張照片中顯示。

二、無人機攝影測量的優點

無人機攝影測量相比較傳統的航天或航空測量來說，更具創新性的發展優勢，首先針對低空攝影測量可以滿足攝影測量的廣范圍、高安全以及高效率的要求，另外在航空測量和遙感影像方面也有著較大的發展空間，主要由于無人機攝影測量存在一系列的優勢，主要包括以下幾點。

（一）簡單方便

無人機本身體型較小，便于攜帶運輸，另外組裝簡單，不受空間限制，隨時隨地可以操作運行，相比較傳統的航空攝影測量不限制空域飛行，具有較高的靈活性和便捷性。

（二）影像獲取快捷便利

無人機攝影測量中相比較航拍測量對設備的要求并不是很高，采用一般的民用單反相機作為影像獲取的傳感器就可以，操作過程比較簡單，通過簡單的學習都可以操控整個無人機攝影測量系統，沒有復雜的技術要求。

（三）應用成本低

本身無人機攝影測量需要的設備就比較簡單，如UAV 系統及傳感器的成本相比較遙感系統都是較低的，而無人機的價格也控制在十萬到一百萬元，攝影相機則只需要兩萬左右即可，因此整體的價格成本單位甚至個人都是可以負擔的。

（四）高安全性和靈活性

無人機的起落操作不收場地空間限制，可以隨時隨地操作，特別是在工程類項目或險峻地形環境中，更能夠凸顯應用優勢，受氣候和地形的限制影響小。在測量過程中，即便機器故障或出現墜機狀況，也不會有人員的損傷。若遇到雨雪或刮風天氣，只要在可控范圍內，陰天也可以正常攝影作業，無需人員進入作業現場就能測量出準確的數據，在一定程度上提高作業的安全性和靈活性。

（五）高分辨率

一般無人機攝影測量使用CCD 數碼相機作為傳感器，在低航空攝影中，其垂直和傾斜攝影能力結合GPS 定位裝備，可以在低空多個角度攝影獲取地物的圖片信息，避免高層建筑遮擋，提高攝影的效率。而且在通過不同角度和方式的攝影可以完成到厘米級別的分辨度，在針對高精度的建筑工程可以做好更精細的地面數字模型或三維立體景觀圖的制作。

（六）高效率攝影測量

因無人機遙感受氣候和地形影響小，再加上自身的易操作程度和靈活性，一般情況下飛行工作時間較快，其飛行前的準備工作控制在兩小時以內，在完成測量后，可快速的收場，因此在一定程度上節省了作業時間，而且攝影數據精準，節約工程測量時間，具有較高的作業效率。

三、結論與展望

綜上所述，無人機攝影測量技術已經具備了較好的現代化測量要求，以其自身的優勢可以完成復雜的作業要求，而且能夠實現最大效益化的作業水平，特別是在大型的測量區域中，應用更為方便快捷，從中我們也可以看出無人機的測量應用具有更好的發展空間，但從另一方面分析，無人機攝影測量技術雖然具有較多的優勢，但在實際的操作中也存在一定的缺陷。