无人机航拍测绘应用研究

无人机航拍测绘应用研究

杨佳

贵州新中水工程有限公司 贵州六盘水 553000

摘要：随着经济的发展和科学技术的不断进步，无人机航拍技术具有很多优势，其可收集并整理地籍信息，提高工作效率，减少工作流程，降低人力资源损耗，避免恶劣天气影响工作进程。无人机技术在测绘领域的优势体现在监测效率极高、应用范围广、宏观性强、处理效率高、周期性强等方面。无人机航拍技术系统由遥感信息采集系统和遥感信息处理系统组成，能更高效地获取并整合地理信息、数据。无人机航拍技术在工程测绘中的应用体现在规划航线并确定测量范围以及建立测量区域控制网、促进了地质工程测量测绘工作进一步发展等方面。

关键词：无人机航拍；测绘；应用

引言

无人机作为时代背景下新兴技术发展到一定程度的工具媒介正逐步走进人们的生产生活。无人机最早运用在军事领域，由英国于第一次世界大战中提出，当前已广泛应用，简称UAV。定义为运用无线电遥控设施进行飞行调控和多种任务执行的可重复飞行巡航无人飞行平台。较传统有人驾驶飞行载体具有成本低、安全性能好、作业半径大、环境适应能力强等多方面优势。当前欧美发达国家无人机已经成功运用于高空拍摄、地质测绘、农业监控、山林防控、新闻传媒等多领域复杂任务。在我国，该技术平台刚刚处于起步，市场前景广阔。行业内有大疆CS-SR1双通道系列产品，MotoarSky多旋翼巡检无人机系列等。本文基于无人机这一新兴设备平台，根据笔者多年工作经验，着重探讨无人机在航拍测绘方面的应用现状，为同行提供建设性意见。

1无人机航拍技术的优越性

无人机航拍技术属于遥感领域中进行地质地形测绘的一种较新型的技术，在实际应用中，具有较好的反馈能力，所需时间和资金投入相对较少。与以往的飞机搭载摄像航拍方式相比，无人机航拍技术具有明显优势。应用飞机搭载摄像航拍时，需要具有相对较大的起降场，且对起降场的地形等具有较高要求，在一定程度上增加了资金投入。应用无人机航拍技术则无需准备特殊的起降场，通常是就地起降，工作流程简化，并降低了成本。地质工程测绘工作灵活变通，在被测区域附近的服务区等处进行即可。无人机航拍技术在可持续工作时间上具有优势，受外界环境影响相对较小。以往在进行测绘工作时，往往对天气具有较高要求，很大程度上限制了测绘工作的效率。应用无人机航拍技术，对自然环境要求不高，可有效控制距地高度，获取的资料分辨率更高且更详细。工作人员可通过手柄控制无人机飞行速度，最快时速可达每小时几十公里，并且速度上仍有提升空间。无人机能灵活适应航拍过程中遇到的特殊情况，切实保障获取的信息更具准确性。

2无人机航拍测绘应用研究

2.1规划航线并确定测量范围

在地质工程测量测绘中，首先应规划航线，保障测绘工作的顺利进行。详细规划地形特点、测量测绘工作范围、相机参数等问题。整合数据，为测量结果的精确度、测量测绘工作的高效性提供有力支持。工作人员应提高对航线规划的重视，因为该环节会对后续应用遥感技术采集信息产生一定影响。一般而言，1h为无人机飞行的极限时间，除去飞机起降消耗，其有效拍摄时间约为50min。应严格控制无人机在空拍摄时间，以防因能源不足而导致坠机事故发生。为了保障飞机的有效拍摄时间，需要合理规划拍摄航线，提高拍摄效率。要合理规划待测工程的全境测绘区域，保证无人机能够实施全面完整的航空测量任务。结合实际需求，采用空中鸟瞰的方式，将待测区域划分成两边等距、长条状形式，在该区域四角处分别设置标志，根据无人机的飞行速度与续航能力合理设计整个航拍的具体流程。

2.2绘制数字地图

将传回的拍摄图像进行数据分析建模，然后通过三角测量系统进行构建三维立体模型，然后进行数据的带入，最终得出核线影像，然后进行图像编辑，根据比例确定结果，此外还要对数字地图上的一些细节进行放大标注，在接下来的工作对其进行查验时能够得到最为精准的测量信息，最终绘制出数字地图。

2.3矿区灾害信息处理

基于上述进行的矿山地质灾害信息提取工作，下述将从数据筛查、数据去噪、数据提炼3个方面，对收集的数据进行有针对性的处理。首先，针对上述收集的数据信息，进行数据综合性的评估，实现矿山地质灾害的区域性划分，将其按照灾害的覆盖面积、严重程度，将整体信息划分成三个等级，采用“测绘影像解释”的方式，识别矿山内受到损害的地质类型，计算不同区域中地质类型占比面积，持续对多个区域的受损情况进行整体性评估，结合区域评估结果对整体矿山灾害等级进行评估，根据生态环境具有一定的自我恢复能力的特点，将灾害程度相对较低区域的数据删除。其次，二次整理剩余的数据，将数据采用无人技术对其进行精准度的识别，将精准度低于“0.1”的数据集删除，采取边缘模糊化处理的方式，圈定具体的灾区位置，根据对地位的识别，提取价值信息，通过人工解读判断灾区的受损程度，一方面为了提升数据在处理的准确性，另一方面可使灾区工作人员可以清楚的分辨灾害物。最后，在获取上述数据的基础上，进行数据信息的提炼，采用正向映射技术将校正后的数据进行高程模型的成像，将数据进行多次的对比后，去除边缘模糊的数据，实现数据的预处理，满足矿区灾害信息处理。

2.4无人机航摄影像数据处理

无人机航摄影像数据处理的完整流程，如图1所示。①影像比例纠正(CCD畸变系数β)。不同于影像的坐标，相机坐标测量要求预先针对影像进行畸变差的纠正。而纠正工作的相关参数包括主点坐标(I0，J0)，对称畸变的参数(K1，K2)，非对称畸变的参数(P1，P2)，CCD非正方形比例系数α以及CCD非正交性畸变系数β。②DEM数据匹配(正射影像)。实现DOM的基础，在于生成测区地表的DEM模型，该影像处理流程如图2所示。通过对该模型进行正射投影，即可实现DOM。就当前的技术而言，许多勘测单位倾向于使用PixelGrid软件，该软件能够自动采集、匹配具有多模型、多重叠特征的DEM栅格数据，从而保证测区上方DEM点位全部切准地面。因此可以以测区为单位，创建像对正射影像，为整测区像片生成正射影像。

2.5建立健全无人机航拍制度

政府要出台相关无人机航拍制度，维护市场秩序。如顺应媒体融合发展趋势、适应无人机行业发展的需要，BIRTV组委会联合中广互联、新华网无人机频道将于新华网无人机频道将于8月23日在国展中心综合楼共同主办中心综合楼共同主办BIRTV无人机系统与电视传媒应用峰无人机系统与电视传媒应用峰会，旨在促进无人机管理部门、无人机生产制造商及专业航拍团队相互交流。此类会议很需要召开，常开。

结语

总而言之，在现代生产活动中离不开先进技术的帮助，通过这种技术不仅仅让测量测绘变得简单易行，更重要的是通过这种技术能够得到更加精确的结果，无人机匹配不同光学仪器在远程大数据传输、控制的支撑下能快速高效的完成航拍测绘任务。在保障精度的同时充分节约人力资源成本，为企业创造效益。从而在接下来的工作中减少测量数据和实际情况之间的差距，这对于测绘工作者来说减少了工作量，却能够得到更加可信的结果，对于社会生产而言，减少了成本投入，得到更加丰厚的生产效益，很明显无人机航拍技术对于地质工程测量测绘工作而言更简便、更安全、更高效。

参考文献

［1］李云，徐伟，吴玮.灾害监测无人机技术应用与研究［J］．灾害学，2018，(01):58－60.

［2］李兵，岳京宪，李和军.无人机摄影测量技术的探索与应用研究［J］．北京测绘，2018，(01):35－36.

［3］金伟，葛宏立，杜华强，等.无人机遥感发展与应用概况［J］．遥感信息，2018，(01):42－43.