无人机航空摄影测量内外业一体化技术探讨

陶美斌

(南宁市勘察测绘地理信息院，广西 南宁 530000)

0 引言

当前我国的科学技术在飞速发展，直接促进了无人机低空拍摄技术的完善，无人机地形图的绘制精度也得到了一定的提高。然而，随着城市建设的不断扩展，无人机低空航拍技术需要取得进一步的运用与发展，才能够真正满足人们对于无人机航空测量的实际需求。本研究简单描述了无人机航空测量系统在实际应用时的特点以及应用过程，并且分析提高其质量的有效策略。

1 无人机拍摄系统的特点

(1)无人机可以根据不同的天气情况、地表状态以及地面状况对其进行拍摄，天气本身对于拍摄的影响相对较小，无人机也可以做到远程操作，更加方便快捷，能够让操作本身更加灵敏，而不再完全局限于天气对地形测量的控制。(2)无人机使用成本相对较低，无论是平台的搭建，还是无人机设备的日常维护、航拍设备的常规维护，其整体的管理成本都相对较低，但是所获得的数据能够满足我国对于地形测量的实际需求。(3)无人机多为人为控制。无人机的飞行高度可高可低，根据无人机所航拍的地形需求进行选择。由于无人机航拍其不受到地域的影响，工作人员可通过无人机航拍摄影获得想要的信息。比如，无人机在进行低空航拍的过程中，由于其自身所带的摄像机分辨率较高，可以获得质量非常高的信息，能够满足人们对数据处理的要求，极大程度地提高数据的重叠度，进而直接影响无人机的整体效果，并且体现得尤为明显。(4)无人机可以随时携带，方便在任意场所转换的工作，并不需要特意申请该地面的空余面积。随着无人机航拍摄影系统的运用越来越广泛，其优势逐渐体现出来，越来越多的人开始重视无人机的应用。无人机的应用能够帮助社会和科技发展，而小型无人机在地面上的观测作用也已经成为国际上的研究热点[1-2]。

2 无人机航拍测量技术的应用流程

在无人机航拍测量技术的应用过程中，应明确其应用流程，其中包括以下几点。(1)严格筛选无人机种类。由于拍摄的对象存在一定区别，在选择无人机摄影的种类时，也需要考虑到无人机能够根据对象本身的选择进行测定。无人机的操作人员在开展操作时，首要考虑的内容就是本次操作的重点目标，需要对重点目标的数据逐一进行具体分析。考虑到重点目标所具有的特性以及针对重点目标的一系列测量实际要求，挑选最适合该地区测量的无人机。由于无人机的种类较多，在选择无人机时也需要考虑到该地区的天气、环境，如何进行拍摄以及无人机机翼等一系列问题，提高无人机航拍摄影的整体效果。(2)掌握测量区域的最新信息。由于测量区域经过一段时间后会出现一定的变化，在实际利用无人机开展航空摄影测量时，应考虑到该区域的相关资料信息，并且对所有的信息进行整合。以往在开展无人机航拍测量时出现了一个误区，认为无人机模拟人工运作可以完全忽视人的作用和意义，甚至有一些工作人员并没有对该地区的实际状况进行了解，导致无人机在运作时出现了一系列故障，工作人员却不知道故障的原因和位置，导致在实际工作开展时，其质量逐步下降，工作时间不断延后。因此，要求工作人员在实际应用无人机时考虑该无人机所在区域的整体状态。(3)设计航摄路线。航摄路线直接影响无人机航摄的整体质量，也关系到无人机的整体测量质量。应在不同地区进行区域信息设计分析与整合的过程中，合理选择最适合该地区摄影的飞行路线，让无人机的飞行路线得到真正的优化。除此之外，设计好的航线路线也需要在实际应用之前开展相关的模拟测试。(4)由于测量区域的地形数据与信息直接影响无人机对数据的分析与处理，需要掌握该区域的地形信息。(5)运用数字正射影像图(Digital Orthophoto Map，DOM)与数字高程模型(Digital Elevation Model，DEM)软件，提高成像的可靠性。针对成像的处理结果需要进行复查，如果发现有哪部分存在偏差，可以及时进行纠错。

3 无人机测量中的内外业一体化质量控制

3.1 像片的有效控制

在实际设计每一条飞行线路时，都应该确保线路与线路之间的间隔处于合理且科学的状态，确保影片的整体成像效果能满足需求。在摄影测量的途中，需要确保整个测量区域的完整性，对其进行全面覆盖，让该区域的航摄测量效果满足需求，并且不断减小测量的误差。在测量区域内无人机航摄的路线应该不小于5条，确保每一条航线与航线之间有相同的相片倾斜角、飞行路线的弯曲度以及旋转角，并且符合我国的相关规定，保证相片的控制效果以及成像质量。像控点的布设和编号需要注意以下两点。(1)像控点在实际布设时需要注重布设的全面性，其目的是确保在无人机航摄的过程中，整个测量区域得到全覆盖，并且提高其测量的整体性与完整性。需要注重无人机像控点布设的科学性以及合理性，确保操作人员的操作效果。还需要复查像控点的布置是否合理。(2)对所有的像控点进行编号，提升无人机航行的效果。

3.2 影像预处理

无人机航空拍摄系统在应用时，其主要的拍摄任务交给无人机所安装的数码相机完成。多数情况下，相机的参数性能直接影响无人机航空摄影测量的效果[3]。由于不同的相机本身存在相对较大的偏差，没有经过处理就摄影，后续工作难以为继。因此，当前我国无人机航空摄影工作仍旧缺乏高精度的室内外检测场地。

3.3 空中三角测量

在空中三角测量过程中应做好以下3个方面，提高工作的整体效果。(1)对空三角所经过的全部像控点进行测量，并且联系平差计算过程中的数据对其进行深入分析。由于无人机航空摄影测量内外业一体化的过程中，需要对所有的外控点进行测量、提升外控点的测量工作质量，首先，需要对已经确定的测量区域进行像控点的布置。由4个像控点进行整体的测量评定，借助模仿功能对精准度a目标的测量工作进行分析，剩下的像控点完成对a目标的精准度分析，需要两名操作人员对所有的像控点进行掌控，同时需要应用外业工序，在无人机测量的过程中加入计算基础的控制点，提高空中三角的加密任务精准度。为了尽可能控制实际测量时的偏差，需要利用最大化的实物分析对其进行校准，并且不断消除无人机航空摄影测量的误差。(2)区域空三角测量。这种外方位元素需要考虑到对空三测量的整体精准度，其直接影响无人机航测的整体效果。需要严格把控区域网空中三角的测量精准度。(3)数字线划地图(Digital Line Graphic，DLG)生成的外业操作。DLG能收集并且保存所有的无人机航空测量地形、空间要素以及相关的基本信息、基本属性功能，让地图的数字规划达到最好的表现效果，并且通过数据了解该区域的整体测量质量。事实上，DLG不仅有保存信息以及分析数据测量数据的功能，也是高现代化、高科技性的工具，能够进一步帮助无人机完成航空拍摄测量任务。并且对所有的数据量进行及时的更新与管理，利用DLG生成的专题地图的成效率更高，其质量也能满足实际需求，可以帮助工作人员以及数据分析人员分析该地区的地形以及实际需求。在无人机航摄过程中，经常会遇到一些特殊的地形，无人机航摄的真实性也难以在特殊地形下得以保证。当出现这种情况时，需要放弃使用无人机测量技术，并且采用传统的测量方式对该位置进行地形图的测量与测绘。因此，需要外业技术人员对无人机航摄的实际情况进行补测分析，将补测的数据与无人机航测的数据进行校对。要求技术人员将专业性与实践经验相融合。作为技术人员也应该明白，由于DLG可以在最短的时间内形成专题地图，并且所需要的数据量相对减少，可以满足我国利用无人机开展航空摄影测量内外业一体化的需求，也能减少使用的数据量，满足信息系统对空间分布的不同需求，并且更加方便系统分析与系统决策。

4 结语

综上所述，随着科学技术的飞速发展，科技存在的目的就是帮助社会创新，并且让生活变得更加便利。无人机存在的目的就是提高我国地形图测绘的整体质量、满足测图需求。当前利用无人机航空摄影技术，能够为我国开展各种地形的测量以及城市建成提供质量更好、操作更简单、成本更低但技术更精湛的支持。