無人機航測的DEM數據生產及編輯分析*

謝燕祥

福建省上杭職業中專學校 福建 龍巖 364200

引言

在技術的推動下，物探采集技術進一步發展，方便了工程的探測工作。當前，基于無人機航拍技術的發展，可以更加清楚的還原地形地貌，結合DEM數字化生產流程，可以更好地反映區域的實際情況，這可以為施工提供有力的參考，提升施工的安全性和精準性。因此，研究無人機航測的DEM數據生產及編輯具有非常重要的現實意義。

1 DEM概述

DEM指的是數字高程模型，在一定范圍內可以形成網格點的平面坐標與高程數據，從而可以更好地反映地域的地形和地貌特征。整個數據的采集通常利用的是等高線和立體模型完成采集。另一方面，常見的還有數字模型，包括地表建筑和樹木的高度等參數，結合DEM可以更好地還原地形地貌的特征。在應用這種技術的過程中，首先需要保證設備的靈敏度，能夠快速地對數據進行收集整理，另一方面使用無人機航拍應該保證平穩控制，從而將無人航拍DEM技術結合，提升數據的有效性[1]。

2 無人機航測常用的DEM數據

當前，在DEM數據采集過程中，SRTM衛星干涉雷達數據是常見的一種方式，具體包括SRTM1與SRTM3，這種數據可以借助網絡獲得，但在具體的應用過程中也存在一定的問題，具體表現在以下兩個方面：第一，在垂直方向會存在一定的誤差，包括部分不平坦的水域情況；第二，存在數據的空洞和縫隙情況，對于地質復雜的區域，難以反映區域的全貌。在收集數據完成后，需要對比SRTM的數據精度從而保證其可靠性。而機載LIDAR技術也是常用的一種測繪技術。主要是借助激光測距技術或者全球定位系統形成的一種新型測繪技術，獲取的運輸局內容豐富，包括地表以及地面建筑物的三維數據。

通過實驗可以發現，使用機載LIDAR技術來獲取DEM數據的精度比較高，但精度提升的過程中，測繪的成本也在提升。為了綜合各方面的因素，既要保證數據的準確性也要控制好成本，當前通過航測的方式對DEM數據進行獲取，可以實現數據的隨時測量，擺脫時間的限制[2]。

3 無人機航測的DEM數字化生產流程

在使用無人機進行DEM數據生產的過程中，需要以數字影像技術為重要基礎，由于無人機在應用過程中，航行的軌跡存在差異，也會存在一定的視覺差異，因此需要使用計算機對相鄰的影像進行匹配，從而對視差進行全面的測量，具體可以使用空中三角形進行，從而計算相應位置的坐標。通過解算得到的物體的空間坐標，形成DEM，最終將視覺差異轉化成地面高程。

對于非測量的相機，在使用前應該及時對相機的畸變影響進行篩選過濾，并對參數進行核對，這主要是利用全自動的一種方式，對框標的中心定位進行識別，整個過程需要使用準確度較高的掃描坐標。借助當前的技術可以保證匹配的速度讀。具體航測過程中，技術人員要提前設定好數據，根據提前設定好的規則對數據進行解讀，保證最終結果分析的準確性，奠定后期設計、統計等相關工作順利進行的基礎[3]。

4 編輯方法

DEM編輯是一項非常重要工作，對后續的工程推進可以起到重要的參考作用。通常情況下，DEM編輯常用的方式包括以下幾種：第一，使用三角網內插的方式進行處理；第二，使用更具針對性的房屋過濾方式進行處理；第三，使用中值濾波的方式對噪聲明顯的區域進行針對性處理。

（1）三角網內插。在進行編輯的過程中，三角內插是常用的一種方式，主要是對區域邊緣的高程值進行處理，并在內差點形成三角形之后進行搜索，之后完成重構，得到新的三角形，并得到三角形的矢量結構、存儲點以及拓撲關系。

使用這種方法可以有效對測繪過程中的樹木、橋梁、房屋以及道路等進行修正，從而改善數據的還原效果，提升數據的準確性。合理使用三角網內插的方式，對于編輯對比，選擇最優區域，更好地開展立體測量都具有重要意義。

（2）房屋過濾。這種過濾方式與三角形內插法的過濾方式都是常用的一種編輯手段，整個過程是相似，不同的是，房屋過濾方式更有針對性，通過對寬度和坡度的閾值進行設計，可以更好地識別房屋內插出地面的高程值，對于比較分散區域的房屋和樹木具有重要意義。并且過濾的效率也相對較高。

（3）中值濾波。在編輯的過程中，有時需要使用模板數據，將模板按照大小順序排列好，使用含有奇數的滑動模板，截取中間位置的數據信息作為最終數據處理的結果。通過這種方式，在處理之后如果存在暗點噪聲的情況，需要及時對數據的位置進行調整，從而實現控制噪聲的目的。這種方式對于處理孤立噪聲問題非常有效，另一方面，處理過程中需要做好圖像內容的保存工作，在進行DEM編輯的過程中，這種處理方式也是常見的一種方式。技術人員根據實際情況選擇合適的處理編輯方式，保證最終結果的有效性[4]。

5 結束語

綜上所述，使用無人機生產的DEM數據從精度方面、質量方面，都優于物探生產常用的SRTM數據，并且生產流程相對簡單，可以隨時對數據進行采集，因此這種方式在今后的工程測繪中還會發揮出更大價值。