無人機航測，那些你不知道的事

[宇辰導讀]無人機航測，是技術活，更是體力活……

近年來，隨著國家遙感、測繪技術的迅速發展，無人機低空攝影測量技術逐漸應用於國家基礎測繪、數字城市建設、生態環境監測、國土資源治理等領域。無人機低空攝影測量技術具有快速高效、機動靈活、解析度高、處理速度快、運行成本低等特點。

目前，為獲取比例尺合適的影像圖，無人機航測已成為最重要的手段之一。

據悉，無人機低空攝影測量技術系統包括空中攝影系統、地面控制系統、數據處理系統 3 個部分。

其中，空中攝影系統主要包含飛行平台、數碼相機和自動駕駛儀，用來完成空中測量攝影工作；地面控制系統主要是由地面運輸、無人機地面控制和數據接收與交換組成，用來完成無人機控制、數據信號接收工作；數據處理系統主要包括航線設計、影響質量檢查和數據后處理軟體，用來完成攝影測量工作前期航線制定和後期數據處理工作。

無人機低空攝影測量技術的工作流程為：測量區域航線規劃——控制無人機按照航線進行拍攝作業——存儲拍攝數據——與地面控制系統實現數據交換處理——飛行任務結束無人機降落——根據數據資料選擇是否進行補拍——完成無人機低空攝影測量。

第一步：準備階段

首先，確定測繪任務中的具體項目需求，從而選擇合理的無人機低空攝影設備的型號。據宇辰網記者了解，目前除了傾斜攝影和小面積測繪可能會採用多旋翼，一般工程測繪是以固定翼無人機為主。

其次，進行測繪項目整體資料的搜集和調整。

最後，進行水電工程測繪項目航線設計、現場勘查和飛機檢查工作，從而為測量做好前期準備。

第二步：外業實施階段

首先，進行現場測量環境與設備的檢查，如果發現存在攝影漏洞，需要進一步根據現場的地形重新進行航線設計，重新開始低空數碼航拍工作；如果沒有漏洞，則可以按照原始的航拍路線進行技術處理。

其次，按照獲取影像設計像控點的分佈，並完成像控點的測量和記錄，在此過程中，根據畸變差修正後的影像資料對像控點進行測量並修正記錄，完整準確的外業測量記錄，為內業數據處理奠定基礎。

據專業從事航測外業工作的業內人士高先生透露，外業的作業效果受地形因素影響最大，最怕的就是地形複雜險峻的山區。「山區作業效率低，因為地形複雜，轉場很麻煩，經常繞路；有時候山很高，飛機飛上去沒有信號，增加作業風險，飛機一旦失控就可能飛丟。」

此外，地形複雜的地方像控點不好布也是個難題，如果有的地面飛機飛不上去，很難產出精度較高的圖。

服務於農村土地承包權項目的航測無人機/圖 來源網路

「無人機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，轉場也方便。在山區，因為有山無人機爬升需要空間，很困難。像在一個井裡面，山特別高的話，即使飛起來了，也很難爬升，很多時候就得爬到山頂上。但很多時候山頂是上不去的，這種地方很難飛。這種對於外業和內業來說都是很大的挑戰。內業處理的時候，因為高差大，每個地方的精度都不一樣，想出一個高精度的圖比較困難。」上述業內人士說。

現在有垂直起降的飛機，但也只能解決起降的問題，在山區作業，無人機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的優勢不用找起降場地，在山區可以盡量到一個比較高的公路，爬升空間和信號都會好一些。

據悉，精度控制方面，現在有差分RTK和PPK的后差分處理。RTK在地形圖測繪外業中應用範圍非常廣，和傳統的測量儀器相比，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和規劃區進行測繪的時候，必須對這些地區設置好控制點，為了保證這些控制點，就必須應用 RTK技術。因為如果可以快速精確地提供控制點，那麼將會極大的提高施工效率。應用 RTK技術之後，就能很好的進行常規測量。

但山區由於信號問題用不了RTK，就主要使用后差分PPK來減少像控點，能減少很大工作量，精度也能提升一些。

據宇辰網記者了解，航測的外業工作很辛苦，風險性也比較高，像是航測數據不全的情況，就很難處理。一般飛完當天會在外場檢測一下，如果數據不全就只能重飛。

第三步：內業數據處理階段

這一階段主要分為數據採集與數據編輯兩部分內容。這部分的工作任務主要是：一方面對DEM （數字高程模型）和 DOM （數字正射影像數據集）生成處理，利用技術手段和數據處理手段實現基本數據模型的生成；另一方面對DEM和 DOM數據生成的結果進行成果質量檢測，保障數據輸出的真實性，輸出DEM 和 DOM 成果，隨後，完成 DLG（數字規劃地圖）製作，輸出 DLG 成果。

業內人士告訴宇辰網記者，相較「飽經風霜」的外業工作，內業的工作可用「精細繁瑣」來形容，但都同樣的重要。

數據採集工作主要是對著立體顯示設備看立體影像，畫第一手的地圖。在數據採集過程中，要求精度非常高，即所有能見的地物都要畫，所有區域的等高線都要畫（包括居民區），所有成圖區域的高程點都要採集。

密集激光點雲生成的DSM成果/圖 來源網路

而數據編輯的工作，即修整採集人員畫的一手地圖。即拼接地圖、修剪等高線、刪減高程註記點、加圖幅圖框、加文字註記等。通過刪減修整地圖，使地圖符合甲方或者規範上關於成圖的要求。

經常性發生的是，圖一次性生產不出來。因為採集人員看到的立體像對上可能有缺失、模糊、不確定的區域，編輯人員就要把這些地區標註出來，然後把半成品交給調繪的外業人員去補測，補測回來之後再把補測的地圖添上去。

業內人士透露稱，航測內業工作強度大，目前仍以勞動密集型為主，薪酬偏低，且面臨高素質全面型人才缺失的問題。

不過，好在現在已有軟體可以實現等高線自動生成的功能，也提供了曲線編輯的人機交互，可以對測區點雲塊按圖框批處理生成等高線產品。隨著技術的不斷進步，在處理航測數據的精度和效率方面，均有望得到提升。

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