航拍無人機(jī)市場規(guī)模日漸增長。前瞻測算，2017年，我國航拍無人機(jī)市場規(guī)模約40多億元，中國航拍無人機(jī)市場將以86.5%的年復(fù)合增長率快速成長;到2020年，市場規(guī)模達(dá)將達(dá)250億元人民幣。隨著國家遙感、測繪技術(shù)的迅速發(fā)展，無人機(jī)低空攝影測量技術(shù)逐漸應(yīng)用于國家基礎(chǔ)測繪、數(shù)字城市建設(shè)、生態(tài)環(huán)境監(jiān)測、國土資源治理等領(lǐng)域。
無人機(jī)低空攝影測量技術(shù)具有快速高效、機(jī)動(dòng)靈活、分辨率高、處理速度快、運(yùn)行成本低等特點(diǎn)。
目前，為獲取比例尺合適的影像圖，無人機(jī)航測已成為最重要的手段之一。
據(jù)悉，無人機(jī)低空攝影測量技術(shù)系統(tǒng)包括空中攝影系統(tǒng)、地面控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)3個(gè)部分。
其中，空中攝影系統(tǒng)主要包含飛行平臺、數(shù)碼相機(jī)和自動(dòng)駕駛儀，用來完成空中測量攝影工作；地面控制系統(tǒng)主要是由地面運(yùn)輸、無人機(jī)地面控制和數(shù)據(jù)接收與交換組成，用來完成無人機(jī)控制、數(shù)據(jù)信號接收工作；數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)主要包括航線設(shè)計(jì)、影響質(zhì)量檢查和數(shù)據(jù)后處理軟件，用來完成攝影測量工作前期航線制定和后期數(shù)據(jù)處理工作。
無人機(jī)低空攝影測量技術(shù)的工作流程為：測量區(qū)域航線規(guī)劃——控制無人機(jī)按照航線進(jìn)行拍攝作業(yè)——存儲拍攝數(shù)據(jù)——與地面控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換處理——飛行任務(wù)結(jié)束無人機(jī)降落——根據(jù)數(shù)據(jù)資料選擇是否進(jìn)行補(bǔ)拍——完成無人機(jī)低空攝影測量。
?、駵?zhǔn)備階段
首先，確定測繪任務(wù)中的具體項(xiàng)目需求，從而選擇合理的無人機(jī)低空攝影設(shè)備的型號。據(jù)記者了解，目前除了傾斜攝影和小面積測繪可能會采用多旋翼，一般工程測繪是以固定翼無人機(jī)為主。
其次，進(jìn)行測繪項(xiàng)目整體資料的搜集和調(diào)整。
最后，進(jìn)行水電工程測繪項(xiàng)目航線設(shè)計(jì)、現(xiàn)場勘查和飛機(jī)檢查工作，從而為測量做好前期準(zhǔn)備。
?、蛲鈽I(yè)實(shí)施階段
首先，進(jìn)行現(xiàn)場測量環(huán)境與設(shè)備的檢查，如果發(fā)現(xiàn)存在攝影漏洞，需要進(jìn)一步根據(jù)現(xiàn)場的地形重新進(jìn)行航線設(shè)計(jì)，重新開始低空數(shù)碼航拍工作；如果沒有漏洞，則可以按照原始的航拍路線進(jìn)行技術(shù)處理。
其次，按照獲取影像設(shè)計(jì)像控點(diǎn)的分布，并完成像控點(diǎn)的測量和記錄，在此過程中，根據(jù)畸變差修正后的影像資料對像控點(diǎn)進(jìn)行測量并修正記錄，完整準(zhǔn)確的外業(yè)測量記錄，為內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理奠定基礎(chǔ)。
據(jù)專業(yè)從事航測外業(yè)工作的業(yè)內(nèi)人士高先生透露，外業(yè)的作業(yè)效果受地形因素影響最大，最怕的就是地形復(fù)雜險(xiǎn)峻的山區(qū)。“山區(qū)作業(yè)效率低，因?yàn)榈匦螐?fù)雜，轉(zhuǎn)場很麻煩，經(jīng)常繞路；有時(shí)候山很高，飛機(jī)飛上去沒有信號，增加作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)，飛機(jī)一旦失控就可能飛丟?！?/span>
此外，地形復(fù)雜的地方像控點(diǎn)不好布也是個(gè)難題，如果有的地面飛機(jī)飛不上去，很難產(chǎn)出精度較高的圖。
“無人機(jī)起飛主要是彈射傘降，或者彈射滑跑，在平原上相對容易的多，轉(zhuǎn)場也方便。在山區(qū)，因?yàn)橛猩綗o人機(jī)爬升需要空間，很困難。像在一個(gè)井里面，山特別高的話，即使飛起來了，也很難爬升，很多時(shí)候就得爬到山頂上。但很多時(shí)候山頂是上不去的，這種地方很難飛。這種對于外業(yè)和內(nèi)業(yè)來說都是很大的挑戰(zhàn)。內(nèi)業(yè)處理的時(shí)候，因?yàn)楦卟畲?，每個(gè)地方的精度都不一樣，想出一個(gè)高精度的圖比較困難。”上述業(yè)內(nèi)人士說。
現(xiàn)在有垂直起降的飛機(jī)，但也只能解決起降的問題，在山區(qū)作業(yè)，無人機(jī)直接面臨的是爬升空間和信號傳輸問題。但是垂直起降無人機(jī)的優(yōu)勢不用找起降場地，在山區(qū)可以盡量到一個(gè)比較高的公路，爬升空間和信號都會好一些。
據(jù)悉，精度控制方面，現(xiàn)在有差分RTK和PPK的后差分處理。RTK在地形圖測繪外業(yè)中應(yīng)用范圍非常廣，和傳統(tǒng)的測量儀器相比，不僅操作簡單，而且有很高的測量精度。
例如在對城市建成區(qū)和規(guī)劃區(qū)進(jìn)行測繪的時(shí)候，必須對這些地區(qū)設(shè)置好控制點(diǎn)，為了保證這些控制點(diǎn)，就必須應(yīng)用RTK技術(shù)。因?yàn)槿绻梢钥焖倬_地提供控制點(diǎn)，那么將會極大的提高施工效率。應(yīng)用RTK技術(shù)之后，就能很好的進(jìn)行常規(guī)測量。
但山區(qū)由于信號問題用不了RTK，就主要使用后差分PPK來減少像控點(diǎn)，能減少很大工作量，精度也能提升一些。
據(jù)宇辰網(wǎng)記者了解，航測的外業(yè)工作很辛苦，風(fēng)險(xiǎn)性也比較高，像是航測數(shù)據(jù)不全的情況，就很難處理。一般飛完當(dāng)天會在外場檢測一下，如果數(shù)據(jù)不全就只能重飛。
Ⅲ內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理階段
這一階段主要分為數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)編輯兩部分內(nèi)容。這部分的工作任務(wù)主要是：一方面對DEM（數(shù)字高程模型）和DOM（數(shù)字正射影像數(shù)據(jù)集）生成處理，利用技術(shù)手段和數(shù)據(jù)處理手段實(shí)現(xiàn)基本數(shù)據(jù)模型的生成；另一方面對DEM和DOM數(shù)據(jù)生成的結(jié)果進(jìn)行成果質(zhì)量檢測，保障數(shù)據(jù)輸出的真實(shí)性，輸出DEM和DOM成果，隨后，完成DLG（數(shù)字規(guī)劃地圖）制作，輸出DLG成果。
業(yè)內(nèi)人士告訴記者，相較“飽經(jīng)風(fēng)霜”的外業(yè)工作，內(nèi)業(yè)的工作可用“精細(xì)繁瑣”來形容，但都同樣的重要。
數(shù)據(jù)采集工作主要是對著立體顯示設(shè)備看立體影像，畫第一手的地圖。在數(shù)據(jù)采集過程中，要求精度非常高，即所有能見的地物都要畫，所有區(qū)域的等高線都要畫（包括居民區(qū)），所有成圖區(qū)域的高程點(diǎn)都要采集。
密集激光點(diǎn)云生成的DSM成果/圖來源網(wǎng)絡(luò)
而數(shù)據(jù)編輯的工作，即修整采集人員畫的一手地圖。即拼接地圖、修剪等高線、刪減高程注記點(diǎn)、加圖幅圖框、加文字注記等。通過刪減修整地圖，使地圖符合甲方或者規(guī)范上關(guān)于成圖的要求。
經(jīng)常性發(fā)生的是，圖一次性生產(chǎn)不出來。因?yàn)椴杉藛T看到的立體像對上可能有缺失、模糊、不確定的區(qū)域，編輯人員就要把這些地區(qū)標(biāo)注出來，然后把半成品交給調(diào)繪的外業(yè)人員去補(bǔ)測，補(bǔ)測回來之后再把補(bǔ)測的地圖添上去。
業(yè)內(nèi)人士透露稱，航測內(nèi)業(yè)工作強(qiáng)度大，目前仍以勞動(dòng)密集型為主，薪酬偏低，且面臨高素質(zhì)全面型人才缺失的問題。
不過，好在現(xiàn)在已有軟件可以實(shí)現(xiàn)等高線自動(dòng)生成的功能，也提供了曲線編輯的人機(jī)交互，可以對測區(qū)點(diǎn)云塊按圖框批處理生成等高線產(chǎn)品。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，在處理航測數(shù)據(jù)的精度和效率方面，均有望得到提升。
?、艨偨Y(jié)
無人機(jī)航測是傳統(tǒng)航空攝影測量手段的有力補(bǔ)充，具有機(jī)動(dòng)靈活、高效快速、精細(xì)準(zhǔn)確、作業(yè)成本低、適用范圍廣、生產(chǎn)周期短等特點(diǎn)，在小區(qū)域和飛行困難地區(qū)高分辨率影像快速獲取方面具有明顯優(yōu)勢。
隨著無人機(jī)與數(shù)碼相機(jī)技術(shù)的發(fā)展，基于無人機(jī)平臺的數(shù)字航攝技術(shù)已顯示出其獨(dú)特的優(yōu)勢，無人機(jī)與航空攝影測量相結(jié)合使得“無人機(jī)數(shù)字低空遙感”成為航空遙感領(lǐng)域的一個(gè)嶄新發(fā)展方向，無人機(jī)航拍可廣泛應(yīng)用于國家重大工程建設(shè)、災(zāi)害應(yīng)急與處理、國土監(jiān)察、資源開發(fā)、新農(nóng)村和小城鎮(zhèn)建設(shè)等方面，尤其在基礎(chǔ)測繪、土地資源調(diào)查監(jiān)測、土地利用動(dòng)態(tài)監(jiān)測、數(shù)字城市建設(shè)和應(yīng)急救災(zāi)測繪數(shù)據(jù)獲取等方面具有廣闊前景。
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