摘 要：隨著現(xiàn)代社會(huì)科技的快速發(fā)展和各行各業(yè)的不斷進(jìn)步，人們對(duì)地形測(cè)繪工作的質(zhì)量及其工作效率提出了更高的要求。傳統(tǒng)的航空測(cè)量方式早已難以有效滿足現(xiàn)階段快速發(fā)展的市場(chǎng)需求。在此背景下，無(wú)人機(jī)航空測(cè)量技術(shù)憑借其面積小、比例大、像素清晰和性價(jià)比較高等獨(dú)特鮮明的優(yōu)勢(shì)在地形測(cè)繪行業(yè)取得了更為廣泛的應(yīng)用。因此，關(guān)于無(wú)人機(jī)航空測(cè)量在地形測(cè)繪行業(yè)應(yīng)用的相關(guān)理論探討和現(xiàn)實(shí)案例分析有著不容忽視的重要理論意義和現(xiàn)實(shí)價(jià)值。

　　關(guān)鍵詞：無(wú)人機(jī);航空測(cè)量;地形測(cè)繪

　　引言

　　隨著航空測(cè)量技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展及其能力水平的不斷提升，航空攝影技術(shù)在軍事領(lǐng)域、礦山開采等行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用，為發(fā)展區(qū)域經(jīng)濟(jì)和保障社會(huì)民生等作出了重要貢獻(xiàn)。近年來(lái)，隨著航空測(cè)量技術(shù)的進(jìn)一步完善，無(wú)人機(jī)航空測(cè)量技術(shù)在地形測(cè)繪行業(yè)中的應(yīng)用愈加成熟廣泛。在此背景下，本文從無(wú)人機(jī)航空測(cè)量技術(shù)的相關(guān)理論知識(shí)出發(fā)，在探究無(wú)人機(jī)航空測(cè)量在地形測(cè)繪行業(yè)應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)的前提下，針對(duì)性地分析了相關(guān)案例，旨在為提升我國(guó)無(wú)人機(jī)航空測(cè)量應(yīng)用能力帶來(lái)更多的思考和啟迪。

　　1 無(wú)人機(jī)航空測(cè)量技術(shù)概述

　　無(wú)人機(jī)航空測(cè)量技術(shù)是近年來(lái)發(fā)展的新型地形圖測(cè)繪重要技術(shù)手段之一，該技術(shù)主要以無(wú)人機(jī)作為重要飛行平臺(tái)，利用高分辨率的數(shù)碼相機(jī)等先進(jìn)設(shè)備作為傳感器，充分借助3S技術(shù)在實(shí)際測(cè)繪過(guò)程中收集相關(guān)數(shù)據(jù)信息，并開展地形測(cè)繪工作，是涉及遙感技術(shù)、地理信息系統(tǒng)和全球定位系統(tǒng)三大重要內(nèi)容的新型地形圖測(cè)繪方式。圖1即為無(wú)人機(jī)航空測(cè)量技術(shù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。和傳統(tǒng)的地形圖測(cè)繪技術(shù)相比，無(wú)人機(jī)航空測(cè)量技術(shù)在其實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中不僅具有成本較低、靈活敏捷度較高和結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單等眾多優(yōu)勢(shì)，具有精確度較高、作業(yè)效率較高等鮮明特征，為最大程度上滿足現(xiàn)代地形測(cè)繪相關(guān)要求打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

　　2 無(wú)人機(jī)航空測(cè)量在地形測(cè)繪中的優(yōu)勢(shì)

　　2.1 響應(yīng)能力強(qiáng)

　　眾所周知，在無(wú)人機(jī)航空測(cè)量技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，由于無(wú)人機(jī)機(jī)械設(shè)備大多處于低空飛行的良好狀態(tài)，因此不會(huì)受到不良天氣狀況和大氣環(huán)境的消極影響，能在極大程度上精確快捷地采集到所需測(cè)量數(shù)據(jù)，并增強(qiáng)對(duì)所需測(cè)量數(shù)據(jù)的響應(yīng)能力。與此同時(shí)，無(wú)人機(jī)航空測(cè)量技術(shù)可進(jìn)一步借助當(dāng)?shù)鼐钟蚓W(wǎng)和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)所得到的數(shù)據(jù)信息資料進(jìn)行實(shí)時(shí)有效的傳輸，借此方式快速有效地幫助地形圖測(cè)繪人員獲取航空拍攝相關(guān)數(shù)據(jù)信息和測(cè)量數(shù)據(jù)，進(jìn)而快速繪制所需地形圖。

　　2.2 數(shù)據(jù)獲取及時(shí)

　　通常情況下，無(wú)人機(jī)航空測(cè)量技術(shù)和數(shù)碼相機(jī)相匹配，不僅擁有對(duì)飛行條件要求較低和對(duì)地形條件要求較低等獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，更能在極大程度上快速獲取詳細(xì)的地表影像資料。因此，無(wú)人機(jī)航空測(cè)量技術(shù)所采集的數(shù)據(jù)信息準(zhǔn)確度和精準(zhǔn)度較高、科學(xué)性較強(qiáng)，其數(shù)據(jù)傳輸運(yùn)行的速度較快，可進(jìn)一步借助數(shù)字化圖像將所采集到的相關(guān)數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)化為三維可視化攝影圖像，方便地形圖測(cè)繪工作人員利用相關(guān)的數(shù)據(jù)圖像資料進(jìn)行可視化操作，進(jìn)而為地形圖的勘察繪制和實(shí)際應(yīng)用奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。此外，無(wú)人機(jī)航空測(cè)量技術(shù)還可進(jìn)一步與衛(wèi)星遙感技術(shù)和航空攝像測(cè)量技術(shù)等聯(lián)合使用，為提升地形測(cè)繪數(shù)據(jù)結(jié)果的準(zhǔn)確性和科學(xué)性做鋪墊。

　　2.3 機(jī)動(dòng)靈活性

　　一方面，無(wú)人機(jī)航空測(cè)量技術(shù)在其系統(tǒng)內(nèi)部安裝了精度較高的數(shù)碼相機(jī)設(shè)備，該設(shè)備能夠采取傾斜拍攝或垂直拍攝等多樣化的拍攝方式。因此，哪怕沒有專業(yè)的較為平整的起降區(qū)域，無(wú)人機(jī)航空測(cè)量技術(shù)仍舊可以正常地開展實(shí)際拍攝工作，為地形測(cè)繪提供科學(xué)準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息。另一方面，和傳統(tǒng)的航空測(cè)量技術(shù)相比，無(wú)人機(jī)航空測(cè)量技術(shù)可依照實(shí)際拍攝需求事先對(duì)無(wú)人機(jī)設(shè)置相應(yīng)的飛行航線，采用全線自動(dòng)飛行的模式使無(wú)人機(jī)設(shè)備能夠在不良運(yùn)行狀況下保持較高的拍攝精度和準(zhǔn)確度。此外，無(wú)人機(jī)航空測(cè)量技術(shù)還可根據(jù)實(shí)際情況一次性地設(shè)置多個(gè)測(cè)量位置，在完成地面測(cè)量數(shù)據(jù)信息的采集和整理后借助計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)傳輸，借此方式大幅度提升地形測(cè)繪工作人員的實(shí)際工作質(zhì)量和工作效率。

　　3 無(wú)人機(jī)航空測(cè)量在地形測(cè)繪中的應(yīng)用案例

　　本文所分析案例主要是三個(gè)有人的島嶼及其附屬島嶼1：500的基礎(chǔ)地形圖測(cè)繪項(xiàng)目，該項(xiàng)目測(cè)繪面積總達(dá)6.27平方千米，其中陸地面積為4.5平方千米，地形以島嶼和礁石為主。由于該島嶼及其附近島礁地形地貌較為復(fù)雜和特殊，因此，采用常規(guī)測(cè)繪測(cè)量技術(shù)方式不僅具有較大的難度，作業(yè)效率較低，更會(huì)使實(shí)際測(cè)繪工作人員危險(xiǎn)系數(shù)大幅度增加，而無(wú)人機(jī)航空測(cè)量技術(shù)具有機(jī)動(dòng)性較強(qiáng)、靈活性較高、作業(yè)效率較高等獨(dú)特性質(zhì)，恰恰適用于該類島嶼的地形圖測(cè)繪。因此，本項(xiàng)目采用了無(wú)人機(jī)航空測(cè)量技術(shù)對(duì)島嶼及其附屬島礁進(jìn)行了航空拍攝，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行基礎(chǔ)地形圖測(cè)繪。

　　項(xiàng)目工作人員在選定相應(yīng)的無(wú)人機(jī)航空拍攝設(shè)備及軟件的基礎(chǔ)上，根據(jù)航空測(cè)量技術(shù)的實(shí)際特點(diǎn)和該島嶼及其附屬島礁的實(shí)際地形特征進(jìn)行了一定的分析探討，并在此基礎(chǔ)上制定了如圖2所示的航空拍攝作業(yè)流程示意圖。在此基礎(chǔ)上，項(xiàng)目工作人員開展了航空測(cè)量數(shù)據(jù)的采集、航空測(cè)量控制點(diǎn)的設(shè)置、空三軟件加密處理影像資料、立體測(cè)圖模式調(diào)節(jié)、外業(yè)調(diào)繪及成果整合等眾多重要工作。就航空測(cè)量數(shù)據(jù)采集收集而言，本項(xiàng)目選用了垂直起降固定翼的無(wú)人機(jī)搭載相應(yīng)的飛思相機(jī)，并在設(shè)置航空高度、基線長(zhǎng)度、航線間距、航向重疊度等重要參數(shù)指標(biāo)的基礎(chǔ)上，根據(jù)海島及其附屬島礁實(shí)際天文情況確定了航空拍攝時(shí)間，并在此過(guò)程中考慮到海面反射較大和相片容易過(guò)曝問(wèn)題對(duì)其內(nèi)業(yè)進(jìn)行了批量調(diào)色輸出。就航空測(cè)量控制點(diǎn)設(shè)置而言，項(xiàng)目工作人員根據(jù)實(shí)際的航拍范圍和地形情況進(jìn)行了144個(gè)測(cè)量控制點(diǎn)布設(shè)，實(shí)際測(cè)量控制點(diǎn)高達(dá)121個(gè)，極大程度上確保了本項(xiàng)目的像控精度、科學(xué)性和準(zhǔn)確性。在此過(guò)程中，項(xiàng)目工作人員充分考慮到了海島海礁影像包含大面積水域?qū)?shí)際航空拍攝影像數(shù)據(jù)信息匹配精度造成的不良影響，為進(jìn)一步保證后期空三軟件處理精度而適當(dāng)加強(qiáng)了對(duì)沿海島岸線的測(cè)量控制點(diǎn)布置，更嚴(yán)格根據(jù)海島形狀在島內(nèi)進(jìn)行了位置選擇，在避開危險(xiǎn)地理環(huán)境的同時(shí)減少了多路徑效應(yīng)。就空三軟件對(duì)測(cè)量圖像的加密處理問(wèn)題而言，項(xiàng)目工作人員利用空三軟件在相機(jī)和鏡頭幾何模型的基礎(chǔ)上，對(duì)實(shí)際像控點(diǎn)進(jìn)行了高精確度的吻合性檢驗(yàn)和數(shù)據(jù)信息分析利用，借助舍棄精度較低的五個(gè)測(cè)量控制點(diǎn)的方式提高了數(shù)據(jù)信息的準(zhǔn)確度。

　　4 結(jié)束語(yǔ)

　　總之，現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展使得無(wú)人機(jī)航空測(cè)量技術(shù)在地形圖測(cè)繪和其他測(cè)繪行業(yè)中的應(yīng)用范圍進(jìn)一步擴(kuò)大，而無(wú)人機(jī)航空測(cè)量技術(shù)機(jī)動(dòng)性較強(qiáng)、靈活性較大、作業(yè)效率較高、適用范圍較廣、響應(yīng)程度較好等獨(dú)特優(yōu)良性質(zhì)更在極大程度上優(yōu)化了該技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用效果。因此，充分認(rèn)知無(wú)人機(jī)航空測(cè)量技術(shù)的相關(guān)理論知識(shí)，在結(jié)合所測(cè)量區(qū)域?qū)嶋H情況的基礎(chǔ)上合理利用無(wú)人機(jī)航空測(cè)量技術(shù)，充分借助測(cè)量控制點(diǎn)布設(shè)和空三角加密處理等方式，盡可能地提升無(wú)人機(jī)航空測(cè)量技術(shù)的整體應(yīng)用效率必將成為未來(lái)社會(huì)測(cè)繪行業(yè)的重要發(fā)展趨勢(shì)。

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