【涨知识】无人机航测，你不知道的那些事
近年来，随着国家遥感、测绘技术的迅速发展，无人机低空摄影测量技术逐渐应用于国家基础测绘、数字城市建设、生态环境监测、国土资源治理等领域。无人机低空摄影测量技术具有快速高效、机动灵活、分辨率高、处理速度快、运行成本低等特点。
目前，为获取比例尺合适的影像图，无人机航测已成为最重要的手段之一。
据悉，无人机低空摄影测量技术系统包括空中摄影系统、地面控制系统、数据处理系统 3 个部分。
航空摄影测量无人机/图 来源网络
其中，空中摄影系统主要包含飞行平台、数码相机和自动驾驶仪，用来完成空中测量摄影工作；地面控制系统主要是由地面运输、无人机地面控制和数据接收与交换组成，用来完成无人机控制、数据信号接收工作；数据处理系统主要包括航线设计、影像质量检查和数据后处理软件，用来完成摄影测量工作前期航线制定和后期数据处理工作。
无人机低空摄影测量技术的工作流程为：测量区域航线规划——控制无人机按照航线进行拍摄作业——存储拍摄数据——与地面控制系统实现数据交换处理——飞行任务结束无人机降落——根据数据资料选择是否进行补拍——完成无人机低空摄影测量。
第一步：准备阶段
首先，确定测绘任务中的具体项目需求，从而选择合理的无人机低空摄影设备的型号。据宇辰网记者了解，目前除了倾斜摄影和小面积测绘可能会采用多旋翼，一般工程测绘是以固定翼无人机为主。
其次，进行测绘项目整体资料的搜集和调整。
最后，进行水电工程测绘项目航线设计、现场勘查和飞机检查工作，从而为测量做好前期准备。
第二步：外业实施阶段
首先，进行现场测量环境与设备的检查，如果发现存在摄影漏洞，需要进一步根据现场的地形重新进行航线设计，重新开始低空数码航拍工作；如果没有漏洞，则可以按照原始的航拍路线进行技术处理。
其次，按照获取影像设计像控点的分布，并完成像控点的测量和记录，在此过程中，根据畸变差修正后的影像资料对像控点进行测量并修正记录，完整准确的外业测量记录，为内业数据处理奠定基础。
据专业从事航测外业工作的业内人士高先生透露，外业的作业效果受地形因素影响最大，最怕的就是地形复杂险峻的山区。“山区作业效率低，因为地形复杂，转场很麻烦，经常绕路；有时候山很高，飞机飞上去没有信号，增加作业风险，飞机一旦失控就可能飞丢。”
此外，地形复杂的地方像控点不好布也是个难题，如果有的地面飞机飞不上去，很难产出精度较高的图。
服务于农村土地承包权项目的航测无人机/图 来源网络
“无人机起飞主要是弹射伞降，或者弹射滑跑，在平原上相对容易的多，转场也方便。在山区，因为有山无人机爬升需要空间，很困难。像在一个井里面，山特别高的话，即使飞起来了，也很难爬升，很多时候就得爬到山顶上。但很多时候山顶是上不去的，这种地方很难飞。这种对于外业和内业来说都是很大的挑战。内业处理的时候，因为高差大，每个地方的精度都不一样，想出一个高精度的图比较困难。”上述业内人士说。
现在有垂直起降的飞机，但也只能解决起降的问题，在山区作业，无人机直接面临的是爬升空间和信号传输问题。但是垂直起降无人机的优势不用找起降场地，在山区可以尽量到一个比较高的公路，爬升空间和信号都会好一些。
据悉，精度控制方面，现在有差分RTK和PPK的后差分处理。RTK在地形图测绘外业中应用范围非常广，和传统的测量仪器相比，不仅操作简单，而且有很高的测量精度。
例如在对城市建成区和规划区进行测绘的时候，必须对这些地区设置好控制点，为了保证这些控制点，就必须应用 RTK技术。因为如果可以快速精确地提供控制点，那么将会极大的提高施工效率。应用 RTK技术之后，就能很好的进行常规测量。
但山区由于信号问题用不了RTK，就主要使用后差分PPK来减少像控点，能减少很大工作量，精度也能提升一些。
据宇辰网记者了解，航测的外业工作很辛苦，风险性也比较高，像是航测数据不全的情况，就很难处理。一般飞完当天会在外场检测一下，如果数据不全就只能重飞。
第三步：内业数据处理阶段
这一阶段主要分为数据采集与数据编辑两部分内容。这部分的工作任务主要是：一方面对DEM （数字高程模型）和 DOM （数字正射影像数据集）生成处理，利用技术手段和数据处理手段实现基本数据模型的生成；另一方面对DEM和 DOM数据生成的结果进行成果质量检测，保障数据输出的真实性，输出DEM 和 DOM 成果，随后，完成 DLG（数字规划地图）制作，输出 DLG 成果。
业内人士告诉宇辰网记者，相较“饱经风霜”的外业工作，内业的工作可用“精细繁琐”来形容，但都同样的重要。
数据采集工作主要是对着立体显示设备看立体影像，画第一手的地图。在数据采集过程中，要求精度非常高，即所有能见的地物都要画，所有区域的等高线都要画（包括居民区），所有成图区域的高程点都要采集。
密集激光点云生成的DSM成果/图 来源网络
而数据编辑的工作，即修整采集人员画的一手地图。即拼接地图、修剪等高线、删减高程注记点、加图幅图框、加文字注记等。通过删减修整地图，使地图符合甲方或者规范上关于成图的要求。
经常性发生的是，图一次性生产不出来。因为采集人员看到的立体像对上可能有缺失、模糊、不确定的区域，编辑人员就要把这些地区标注出来，然后把半成品交给调绘的外业人员去补测，补测回来之后再把补测的地图添上去。
业内人士透露称，航测内业工作强度大，目前仍以劳动密集型为主，薪酬偏低，且面临高素质全面型人才缺失的问题。
不过，好在现在已有软件可以实现等高线自动生成的功能，也提供了曲线编辑的人机交互，可以对测区点云块按图框批处理生成等高线产品。随着技术的不断进步，在处理航测数据的精度和效率方面，均有望得到提升。
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来源：宇辰网
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