无人机航空摄影在新农村建设中的应用

陆 康

河北省制图院，河北石家庄 050000

随着科学技术的不断发展，无人飞行机应用越来越广泛，利用无人飞行机作为航空测量手段也是当前比较先进的一项技术，在当前新农村建设中，需要利用先进的技术进行测量，能够更加准确的分析建设中存在的各种问题。完整的无人机遥感系统主要由无人飞行器、传感器、通讯系统和地面检测控制等部分组成，这样的一种先进技术能够有效实现测量工作，对于新农村的建设提供一定的基础。无人机系统可以与数码相机有机结合组成一个航测系统，这种无人驾驶的飞机具有很大的灵活性，能够进行云下摄影，获得高分辨率的影像图，在当前的很多领域中已经被广泛应用。

1 有关无人机航空摄影的相关内容阐述

无人飞行机在当前的很多领域中已经被广泛应用，无人机航测系统能够在地形图测绘、地质灾害调查和土地监测利用等方面被广泛应用，而且发挥着很大的作用。无人机遥感技术主要由无人飞行器、飞控系统、传感器、通讯系统和地面测量控制等六个部分组成，无人航测技术相比于原有的航测系统，具有很大的灵活性和经济性，能够实现低空摄影，可以获得高分辨率影像。而且当前的无人测绘系统已经成为国内外研究的重点，从研究的最初阶段已经开始应用到各个领域中，其中我国将无人机航摄系统已经作为我国测绘地理信息科技发展中的一项重要规划。近年来，很多的区域已经具备专门的无人机航摄技术和队伍，无人机航摄技术在我国新农村建设中将会发挥重要的作用，促进我国经济的建设。利用无人机进行测绘，获得的相关数据信息是基本的地理信息资源，在新农村建设中，通过对这些数据信息进行分析，就可以对土地进行规划设计。能够有效实现地理信息的收集、识别和更新，对相关的决策进行监督和预测，保证我国新农村建设的顺利发展。

2 新农村建设中的无人机应用

在我国新农村建设的过程中，测绘地理信息低新农村建设中的重要内容，要充分发挥测绘地理信息的基础性和先进性作用。在当前我国新型城镇化的建设过程中，对于精度高、比例尺大的一些测绘地理信息成果的需求也是越来越大，在当前新的技术下，将无人机与现代遥感技术和测量技术有机结合在一起，使无人机能够实现一种低空测量，能够实现高分辨率和操控方便的一种摄影技术。在当前的新农村建设中，遥感技术的应用还是存在一定的局限性，虽然遥感技术具有很高的分辨率，而且新农村的建设的面积不是很大，如果考虑利用传统的飞机进行航摄，成本较高，因此，无人机航摄系统的应用是十分有利的，无人机航摄系统应用灵活，效率高，使用成本低，可以获得高分辨率影像，将其作为农村建设中重要的航测技术是十分有效的。无人机在新农村建设中，主要通过无人机影像和数据的处理分析等完成测量工作。

3 相关技术分析

3.1 无人机摄影

在实际的应用过程中，需要首先应用到无人机进行低空摄影，其中飞行的方向就是摄影区延伸的方向，无人机影像会采用一些专用的软件进行摄像，获得的影像清晰、层次丰富，能够识别地面上各种的小的事物。其中内业应用到空三解算软件进行空三加密，主要利用到全自动自动提取DTM/DSM软件，是一种立体像，能够获得地表模型，能够自动过滤掉建筑、植被等，形成一种数字化的高程模型，利用空三成果对DSM进行色彩化处理，就可以制作出1∶2000数字正射影像。

3.2 空中三角测量

无人影像机存在的问题相对比较多，其中有影像的数量多、影响的倾斜度大和比例尺等的问题，对于无人机航摄影像，利用传统的空三系统是不能实现自动测量的。很多的商业系统中都应用到无人测量系统，其中比较有代表性的测量系统是Inpho系统，利用无人机数码影像资料和相片控制点测量成果进行空三角加密，会得到一个加密成果，包括大地坐标、像点坐标和影响的方位元素等。每个像的连接点都是均匀分布的，每个标准点位区都是有连接点，可以实现自动相对定向。

3.3 基于GPS的相片控制测量

在实际的测量过程中，需要根据任务要求和测量区域的地理环境特征，选择其中的一些点作为基础的控制点，在项目测区范围内，利用单点静态GPS进行观测，获得GPS点三维坐标，结合水准面模型，进行精度连测检验和验证，通过相关的实践验证，能够有效实现地形图的精度要求。其中相片控制点需要按照区域网进行布设，其中的平高需要按照周边布点原则进行布设，对于相片控制点的测量全部采用的是RTK方法施测。影像合成之后就可以从中读取有关的数据信息，所以合成的过程也是十分重要的，无人机影像辐射信息会存在一定的差异，在影像合成过程中，还需要考虑到地形起伏的影像，如果合成效果不佳，就会形成一个“鬼影”，这也是当前需要解决的一项重要问题。例如，一些新农村项目的建设中，测区位置基本处于丘陵地带，如果利用传统的拼图软件很容易造成影像的错位，在完成外业像控之后，会得到某个区域的拼接影像，其中的拼接影像可以用在测量工作底图、灾害应急救援等方面，在进行外业作业阶段，内业需要将空三点步骤提前完成，也就会提高工作效率。

3.4 地形图产品的制作

对于摄像完成之后，需要对相关的相片进行制作，一般采用的是“先内后外”的一种生产模式，使用数字摄影测量系统，根据立体模型对区域内的水系、交通设施，将采集到的各种地形要素进行编码，制作出基本的底图，根据底图再进一步加深绘制工作，形成立体式的测图数据，就可以从中获取有关的地形情况。例如，利用无人机进行航摄，获取有关的地形数据信息，然后绘制出1∶1000地形图，对平面距离和高程进行检测，设置一个检测点。在野外检测中，采用RTK方法获取有关的信息数据，将检测点分布在需要检测的区域内。

对于精度的评定一般是基于立体模型进行。使用数字摄影测量系统，可以基于一种立体像对自动匹配，经过立体编辑后形成数字地表模型DSM，利用DSM对无人机影像进行批量单片的处理。在一般的额制作流程中，会利用DEM和DOM技术为主，将航测技术应用到新农村建设中，首先经过数据的采集、定向建模，接边镶嵌等技术可以生产DEM，会更加趋近于正射投影。

4 无人机航测系统的未来应用

对于无人机航测系统在新农村建设中的应用十分广泛，在下达航测任务之后，相关的作业人员需要在任务分析、任务规划和飞行准备方面进行充分考虑，需要综合考虑区域内的气象、安全和测区地形等的各种条件，需要设计出最优飞行路线，能够保证飞行工作的有效完成，也就会相应的缩短任务时间，获得高效的相片。在无人机航系统中，航线规划不会考虑到地形的起伏，也会导致飞行数据比例尺差异较大，因此，就需要将数字高程模型DEM应用到航线的规划中，在确定好测区范围之后，可以根据需要的影像分辨率计算出无人摄像机需要飞行的相对高度，就会利用到

式中，p——像素的大小，f——焦距，H——最大的相对高度。

其中为了保证无人机航摄影像的质量，需要将航向的重叠度控制在70%～85%之间，要能够始终保证像素分辨率的清晰，无人机应用过程中的飞行高度低，在同一个侧区内，如果存在地势高差相对比较大，地面分辨率的差异就会很大，影像的地面分辨率也不会达到一定的要求。航拍最主要的是能够获得高质量的航摄影片，而且航摄的影片需要覆盖建设区的所有范围，无人机在实际的应用过程中，会将飞行的高度、发动机的转速等飞行状况进行监测，利用地面监控站监测到飞行过程中存在的异常状况，要注重设计的航向要符合相应的要求。

无人机影像进行航拍的过程中，会涉及到使用的相机，一般是普通的单反相机，在进行实际应用过程中，需要对相机进行检验，检测中获得的有关数据对影像进行分析，做好对影像不合适的部分进行改正，在后期的工作中，还需要应用到空三角软件，在完成检测工作之后，做好后续像控数据的处理。无人机航摄系统作业灵活，而且成本相对比较低，能够在比较小的范围内被广泛应用，通过相关实践证明，无人机的应用也是获得很大的实践效果。

5 结语

综上所述，在当前新农村建设中，无人机航摄系统的应用范围越来越广泛，能够有效满足新农村建设中地理空间信息系统的应用，也会相应降低成本，提高工作效率，在实际的应用过程中，无人机摄像技术应用到的软件也是相对比较多，对于航拍的质量也是要求比较高，利用高质量无人机摄像可以完成更好的作业。

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