乌鲁木齐市自然资源勘测规划院 新疆省乌鲁木齐市 830002
摘要：无人机航测相较于传统航测，具有低成本、高时效性、高机动性，测绘范围广，测绘结果准确的独特优势，在测绘行业中独占鳌头，其发展前景也十分乐观。在航空遥感领域，正涌现出“无人机数字低空遥感”这一新星，其能于土地执法监察，不动产登记，市政工程，交通工程等各领域大显身手。
关键词：无人机航测；国土资源测绘；应用
1引言：
欲进行无人机航测，需配置多翼无人飞行器、无线电遥控设备、数字远程控制终端、小型数码相机等设备。如此方能确保地理信息数据的准确获取，以及无人机的安全。无人机航测系统的组分相对简单，包括飞行平台、飞行导航系统、遥感系统、数字图像传输系统、信号收发系统、地面工作站和保障附属设备等。飞行控制系统能在曝光瞬间迅速获取全面信息，如航行位置、飞行姿态、周边影像等；地面工作站实时接收数字图像传输系统发送的信息，航测结束后对数据进行严格的预处理检查，对达不到精确度和完整度的数据要求二次测绘。
2在国土资源测绘中的运用领域
2.1生成正射影像图（DOM）
由瑞士Pix4D公司研发的自动化高速无人航测处理器Pix4Dmapper，能通过某些影像精确构建平面地图与立体模型。Pix4Dmapper能为水利工程的河湖管理提供准确无误的正射影像，这源于它能从航测信息中抓取点云数据，并独立完成后期处理制作。Pix4Dmapper制作正射影像图的流程为:迅速衔接照片和pos，由此导出的报告可对航测数图数据进行质量监测；对控制点实施加密；对平差进行初始化分析，用于检验测绘点精度是否达到规范标准；设置如下选项:点云、纹理以及正射影像与指数，DSM和DOM即制作完毕。如有需要，可在EPS中采用DSM与DOM进行裸眼画图。
2.2城市无人测绘的精准度检测
伴随无人机颇具潜力的发展，低空无人机的创新测绘为系统解决方式注入新鲜血液，无人测绘可在多重领域高效工作，如航测，摄像，巡逻，矿山检测，土地整治等。此外，遥感科学也随之萌发，该学科即为在远距离条件下对大量目标对象进行高精度观测，观测项目不仅包括自然地质条件，甚至包括交通概况、人口密集程度和城镇分布情况；利用遥感器对电磁波敏锐感知的特点，获取其对电磁波的各项反应，再进行整理、质检、后期处理、研判和运用的一门科技。简而言之，就是采用无人测绘获取地形地貌和有关设施的确切坐标和模型。因而，为取得优异的数图分析结果以协助项目实施，无人测绘中对精度的把握成为重中之重，其深刻制约着最终成像形态。此外，在测绘过程中建立测量区域控制网，能精准把控测绘项目的细节。控制网的规模应与预先测绘地图的规格相适应，GPS坐标点应被全面覆盖于其中，并围绕坐标点构建衡量测区的空间坐标系。此外，POS系统亦可协同三角测绘，该系统可助力测绘在曝光瞬间捕捉有效的外方位元素。
2.3二次测绘的运用
无人机航测技术虽远胜于传统低效测绘，却非毫无弱点，测绘人员仍需高度警觉，预先实地勘测摸排测量盲点，全面考虑测量范围，最后对取样范围合理的进行安排。为防止测绘数据发生遗漏，相关人员应多次排查航测结果，疏漏一经发现立即补测，尽最大可能提升测绘数据完整度，充分确保相关项目最终质量。此外，测绘人员还需做到预设参数、运行模式，便于后期修正测绘误差、压缩误差率，如此能切实使测绘结果贴近真实，令无人测绘真正发挥功用。
2.4DOM技术的运用
由无人测绘收集的数图数据与各个时段的影像需要DOM进行精细化加工，其加工主要为处理某种因素所引发的图像失真，令大量正射图像能高效还原现场的实景。主要过程为无人测绘系统捕捉低空拍摄下的各种地质、坐标信息，接下来应准备与之呼应的定向作业，通常情况下，测绘人员将进行相对定向，内定向和绝对定向三种操作，进而订正数据错误和镶嵌影像，最终全盘核查数据，DOM成果由此诞生。
2.5项目真实度检测
无人机航测技术对DOM进行分组，采用的是影像镶嵌和裁切；航空数据的栅格化和矢量化便依赖于分组后的DOM和DEM。经过现场测量比较后，可验证此法所绘制的地形图精确度为1比1000，获得的地质数据与勘测吻合，较于以往地质测绘方法可探测到更多细节，利于远程全面掌控实况。该技术除相较于传统测绘更加高效外，还可间接获得区域的DOM和DEM，为项目规划设计指明方向，从而得到甲方一致认可。
3利用FullResolution进行影像匹配
欲进行全数字摄影测量，影像匹配必须先行一步。先将影像灰度值四舍五入调整为整数；再统计相片可能覆盖的最大灰度变化范围，平均分之；接着在相等间隔内提取某点灰度作为精确样本；利用离散化量测分析连续函数模型；最终采用内定向匹配地面坐标系与相片坐标系。无人机在计算机内利用最小二乘匹配算法计算出数字影像的数值，进行影像匹配。精度指标由方程式系数矩阵的逆矩阵得出，取变换参数为待定值，二者一并参与最小二乘运算，最终达到1/10的子像素精度。UASMaster软件处理无人航测系统收集的数据后，利用FullResolution可将采样点精度提升至1比10，有助于改进精度指标。精细化切分像素扩充了提点数，精度为原先的2倍，缺点是较为费时。
4硬件系统的协同可改善测绘效果
对于无人机巡航而言，实操速度的选择并非愈小愈好，因巡航安全应置于首要，速度必须处于安全范围中。无人机航行速度亦不宜过高，否则将增加震动，给航测精度带来不确定性；另需设置高快门速度避免航行震动以及偏移带来的的隐患。航测快门速度应不低于1/1000秒，不仅能预防震动产生的图像失真，而且能缩小高航速引起的位移误差。此外，快门速度并非一成不变，不同航测地面分辨率对应不同速度，例如，地面分辨率处于5/100米，航行速度设为25米每秒，快门速度相应设为1/1000，以此类推计算各种情形下的实际运行速度。
5小结
无人机航测在商用领域、政府部门自然资源调研等诸多领域功用颇丰，发展前景十分广阔。该技术的优势如:轻巧灵动，载荷多样性，用途广泛，操作便捷，成本较低等。目前，高比例航测的主流作业方法非无人数字低空摄影测量莫属，这归功于无人机与航空摄影测量的天作之合。由于更新测绘算法，无人航测较大程度上提升了影像与模型衔接的吻合度，利于DOM进行末期处理时拥有高几何精度，高清晰度，高完整度的模型。以往地形测绘费时费力十分低效，测绘员需拥有丰富经验方能胜任，新手极易在外业测绘中发生漏测，整理成果时数据缺失频发。而利用无人航测技术，捕捉范围全覆盖，信息化作图，质量保真，便捷高效，性能优异。此外，无人机航测技术正处于全方位发展阶段，其在航行时长，航线精度，航线规划，稳定性和配套软件研发等方面进步明显，突破新的精度标准，并可投入植保，快递，救援，线路维护，比赛评判等领域多样化运用。相信无人航测这一技术在未来能获得积极的研究和推广，从而整体提升我国的测绘水平。
参考文献：
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