王国强
杭州紫薇园勘测规划设计有限公司,浙江省杭州市310000
摘要：无人机在土地测量工作中的应用已逐渐成熟，无人机遥感技术与Ｐｉｘ４Ｄｍａｐｐｅｒ三维成像算法的成功应用很大程度上降低了土地测量的难度，提高了土地测量的质量与效率。但是，由于无人机续航问题与无人机控制距离的限制，大面域无人机遥感在土地测量上的应用尚不完善，一方面需要解决无人机航测路线的规划问题，现有航测路线通用方法为环绕式和折线式，均为全覆盖航测，效率相对较低；另一方面要合理解决无人机调度问题，传统的无人机调度方式是以无人机续航能力为调度节点，虽然能够解决无人机续航不足的问题，但是航测数据连续性较差，需要后期人工处理分类，效率较低。
关键词：无人机土地测量;路线规划;调度研究
引言
随着计算机和无人机等技术的迅速发展，无人机空中摄影测量技术逐渐引起了研究人员和测量从业人员的注意，无人机摄影测量技术由于时间短、劳动力成本低和可复制性等优点，在地面测量中得到广泛应用。传统的测量方法包括使用全高度计和RTK等制图工具，在现场手动收集数据，并与现场保存真实物体的剖面图合作，然后处理内部页面，以形成现场信息的电子版本。特别是在制图领域，全国范围的地籍调查需要大量人力和物力资源，传统方法的应用受到旅行速度、前景环境、接收信号等因素的限制。人工测绘的速度及其局限性，以及土地测绘的实际变化很难随着时间的推移而更新。另一方面，由于无人机摄影制图技术自动化程度很高，其效率、周期短和获得三维数据的机会等特点突出表明了在地形测量中更好地利用和研究的前景。
1无人机土地测量基本原理
基本原理是，无人机的摄影测量是通过将无人机的飞行功能与摄像机功能相结合，将摄像机加载到无人机上来完成摄像机的过程。为了确保相机的精确度和范围，一架无人机上经常有多台相机，而且相机的光学轴在登机过程中与锤子的方向有一定的角度，因此也称为无人机倾斜摄影。对于五个常用相机设备，通常安装俯视摄影机、前视摄影机、后视摄影机、左视摄影机和右视摄影机，其中四个视角与锤子角度之间的角度可以调整为15到45。实时运动学测量系统虽然非常精确，但仍不能满足无人机高速飞行状态下的位置记录，从而完成测试数据的验证。多谱段摄影机核可其随时间收集的图像，并配有相应的计算机系统，可控制多台摄影机，同时触发摄影机功能，以集中和同步土地信息数据。同时，无人机相机设备附带的姿态测量装置获取每台摄像机的姿态参数，并将它们与地面测量信息一起存储起来，以便进一步处理数据，获得实际的地面测量信息。
2无人机摄影测量系统组成
2.1无人机摄影测量技术的重要优势
低空飞行、数字航空摄影，同时，以高分辨率数码相机为载体，可以高效准确地获得大比例尺基础图形。此外，无人机飞行相关规定审批流程较简单，飞行条件受限因素也较少，在农村土地确权中具有非常好的适应性和适用性，能实现对农村土地快速准确确权勘测。无人机航测系统主要由飞行控制系统、地面站系统和航拍摄像系统三大部分组成。
2.2地面站系统
该系统实时向无人驾驶飞机发送信号，控制无人驾驶飞机的飞行轨迹、速度和高度，可以显示电子地图、飞行轨迹、参数和无人驾驶飞机飞行区域的飞行姿态等信息，使无人驾驶飞机的飞行状态得到有效监测。
2.3航拍摄像系统
航拍摄像系统主要用于搭载各类摄像机，根据所测任务功能需求和分辨率要求搭载高分辨相机、多光谱相机、高光谱相机等各类型摄像设备。
2.4低空航拍数据处理分析
无人驾驶飞机所产生的怕蛇的空中图像可以使用专业的数据处理软件，如photoscan、inpho、Pix4D等。以撷取诸如座标、高程、飞行角度和无人机镜头角度等资讯，然后贴上鸟瞰影像并输出数位正面影像地图(DOM)、数位地形模型(GSD)和数位高程模型(DEM)可能会反映许多。
3无人机摄影测量技术具体应用
3.1数据采集技术要点
在数据收集过程中，应首先进行相关的准备工作，即:在收集图像数据之前，应结合工程项目的相关信息，掌握测量区完工线及相关项目的分布情况，继续 然后合理规划飞行路线，避免高空拍摄区域内的较高元素，如建筑物和高压线路； 此外，有必要为无人驾驶飞行器的发射作业选择适宜的低风速和光纤气候环境。
3.2航飞具体实施
航测实施宜选择在光照强度较好的晴天进行作业，宜按自东向西的方向直线飞行，如遇特殊情况，还应结合实际情况及时调整航测飞行方向。严格按照《低空数字航空摄影测量外业规范》（CH/Z3004—2010）等规范标准进行作业。航测时，要动态检查影片质量，对于不合格的影像图片，还应按照补飞计划进行补飞，以确保外业采集影像底图能满足后期数据处理工作需求。
3.3像控点布设
控制措施旨在确保三度零精度，并确定地物目标在空间中的绝对位置。详细规定了在数字低空飞行摄影测量外部工业标准规格中设立检查点的方法，从而确保了准确性。倾斜摄影比传统摄影需要更多的重叠图像，而设立检查站等管制要求并不完全适用于高分辨率无人机倾斜摄影。例如，增加夹点布置密度可以提高三维模型结果的精度，方法是将各种因素结合起来，并选择最佳夹点布置方案，以满足模型的精度要求。在确保三维模型结果的空间精度的前提下，图像夹点通常按区域均匀排列，至少将一个图像夹点放置在1平方公里的平面区域中，并且图像夹点在该区域的附着边处正确加密。
3.4三维模型构建
三维建模是在空茶接头后进行的。根据图像匹配算法，建模软件将自动在图像中显示具有相同名称的点，提取图元点以形成密集点云，从图元点构建三角网，然后从三角网创建白色模具。系统从图像中计算相应的纹理，并自动将纹理映射到相应的白色模具，以完成实际的三维建模过程。整个过程由斜三维建模系统软件自动化。
4低空无人机航拍摄影测量技术发展与展望
随着无人机航空摄影测量技术的不断发展，加上城市经济建设、新农村规划、土地合理利用的迫切需要，于是无人机航空摄影测量这技术的应用渐渐深入到多个行业和领域。例如在不动产权籍调查中应用具有更多优势，利用无人机低空摄影测量获取影像数据制作1∶500数字线画图等。无人机航空影像数据可利用无人机搭载多镜头或单镜头航摄仪多角度拍摄，获取不同角度的影像数据，自动生成三维地理信息模型，在模型中可以快速得获取到相应的信息。在无人机未来的发展过程中，这项技术还需进一步完善，自动化与人工处理相结合建模，从而获取高精度高时效的三维模型，供国家和人民使用。
结束语
本文研究表明，无人机测绘路线规划与无人机调度研究对无人机土地测绘工作具有十分重要的意义，合理的规划路线与完善的调度方案可以缩短无人机在土地测绘工作中的航行时间，减少其调度数量，提高土地测绘效率，降低测绘成本。可根据预设条件对规划算法进行调整与优化。无人机测绘路线规划与无人机调度研究可为无人机在土地测绘工作中的应用提供参考。
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