RTK技術在無人機航空攝影測量中的應用探究

伍麗萍 李小花

（江西省地質局地理信息工程大隊 江西南昌 330000）

科技的不斷發展及普及應用帶給社會各個行業創新發展的機遇。在測繪領域，各項先進測繪技術在快速發展的同時，被推廣應用到測繪工程中，其中，RTK 技術和無人機航空攝影測量技術可以快速、準確地獲取測繪區域的地理信息、圖文信息等相關數據。尤其是在技術搭配使用的條件下，可以進一步提高測繪工作效率，具體體現在快速獲取大比例尺地形圖，并在此過程中，可以通過分析、處理獲得的高分辨率的影像資料，從而有利于整體優化測繪工作流程，對整體提高測繪工作質量和效率大有裨益。鑒于此，本文基于測繪工作優化角度考慮，深入研究“RTK 技術在無人機航空攝影測量中的應用”，具有顯著的研究意義和實踐指導價值。

1 無人機航空攝影測量技術優勢及無人機類型選擇概述

1.1 技術優勢

在測量工作中，無人機航空攝影測量技術應用優勢眾多，總結體現在以下幾個方面。

一是相比傳統落后的人力測量方式，無人機在測量方面具有顯著的優勢，測量人員可以在操控無人機的情況下，對測繪區域進行全方位的航空攝影，并且可以進行詳細記錄，尤其是一些特殊地區，可以在無人機遠程操控下便捷地展開全方位攝影測量，從而極大地提高測量工作效率和質量［1］。

二是無人機在航空攝影過程中，可以適應各類惡劣環境，尤其是在一些天氣惡劣的情況下，人工外出進行測量，不僅難以保證測量工作質量，還可能威脅測量人員的生命和財產安全。而無人機航空攝影測量技術應用在測量實踐中，工作人員只需要在室內進行無人機操控，即可讓無人機飛往測繪區域進行全方位攝影，可以快速獲得高分辨率影像資料，從而有利于大幅度提高測量工作質量和安全性。不僅如此，在測量工作過程中，可能遭遇山體滑坡、泥石流、大型動物襲擊等問題，針對此類突發狀況，若在測量工作中采取傳統測量方式，不僅會影響測量工作效率和質量，還不利于后續工作的順利展開。而針對此狀況，測繪工作人員使用無人機航空攝影測量技術進行測量，可以保證測繪結果的完整性和有效性，即便遭遇陰雨天氣，也不會影響航測影像的清晰度［2］。

三是測量數據處理精度高。在數據采集工作完成之后，應及時對數據信息進行處理。在此過程中，測繪人員采取人工處理方式，數據處理結果可能受到多種主、客觀因素的影響，進而會影響數據精準度。而無人機航空攝影測量技術的應用可以獲得更加高效的數據處理效果，尤其在RTK 技術的應用支持下，可以大幅度提高數據處理效率和質量［3］。如圖1所示為無人機航空攝影測量技術作業示意圖。

圖1 無人機航空攝影測量技術作業示意圖

1.2 無人機類型選擇

將無人機航空攝影測量技術應用在測量工作中，測繪工作人員需要在測量工作正式開始之前做好各項準備工作，其中，無人機類型的合理選擇至關重要，其不僅影響最終的測繪工作結果的可靠性和有效性，還直接關系測量工作是否能夠順利完成，為此，測量工作人員應合理選擇無人機類型。在實踐中，無人機常用的類型有固定翼無人機、旋翼式無人機（見圖2）兩類。在無人機航空攝影測量過程中，無人機類型的選擇需要根據特性進行，其除了具備足夠的巡航能力和抗風能力外，還要確保無人機具有一定的荷載能力，以確保其可以搭載高分辨率設備進行遠距離航測［4］。在無人機應用期間，應滿足區域定時檢查，確?？罩袘彝８叨?，不僅如此，還要保證無人機質量性能始終處于良好狀態中，才能為無人機航空攝影測量工作有序、安全完成提供有力支持［5］。

圖2 旋翼式無人機示意圖

2 RTK 技術在無人機航空攝影測量中的應用分析

2.1 無人機航空攝影測量作業流程

在無人機航空攝影測量過程中，相關測繪工作人員應深入分析基礎作業流程。通常而言，在實際測量環節，測繪人員應基于UPS 接收站和電臺數據來確定無人機航線，同時，針對無人機的航測路線來獲取高精度測量數據，從而可以在高空間數據分辨的支持下，進一步增強無人機航空攝影測量的DOM 與DEM 數據疊加效果，并模擬出相應的三維空間場景，只有這樣，在工程現場勘察及設計工作中，無人機航空攝影測量工作才能提供更加精準的基準位置服務。

與此同時，無人機航空攝影的主系統通過平行駕駛模式，使得陳列系統獲得分辨率高的數據信息，不僅如此，還要與地面遙感系統相結合，以此確保飛行器的信息測量工作獲得更加全面的數據［6］。在陳列相機CCN 及飛行系統的控制上，需要對地面遙控系統進行數據綜合統計，這樣無人機在數據獲取中，能夠進一步實現設計流程的整體優化，從而有利于提高無人機數據獲取效率和質量。不僅如此，在飛行資料及獲取方面，相關的操作也會更加簡單及便捷。此外，在整體無人機航空攝影流程設計中，應對航空攝影質量、數據預處理、航攝資料等進行數據的整體分析，通過這種方式，可以進一步提高無人機航攝資料的完整度和清晰度［7］。在此過程中，相關工作人員還要做好其他系列的工作，如航攝質量檢查、航攝資料整理等。

總體來說，在無人機航空攝影工作設計流程中，需要嚴格按照要求來做好各項技術準備工作，并對航空攝影進行像控點布設測量控制，在此基礎上，對數字進行空三加密。在此過程中，由于空三加密應用了RTK 技術進行測量，獲得了高精度的平高像控點數據，即使無人機航空攝影獲得的影像資料無法分辨地物要素、通信線設施等，也可以進行采集與分辨處理。此外，在生成DEM 數據之后，立體采集的DLG 數據也會逐步形成，并且RTK 技術會根據提前設置的編碼程序自動完成圖形的繪制，從而可以大幅度提高外業調繪及補測效果，進而快速便捷地獲得相應的航測成果［8］。如圖3所示為基于RTK技術的無人機航空攝影測量作業示意圖。

圖3 基于RTK 技術的無人機航空攝影測量作業示意圖

2.2 基于RTK技術應用進行無人機定位

在無人機整體定位過程中，普通測量相機即可獲得大量的拍攝相片數據，但為了滿足其整體的測量需求，應對航測獲得的相片數據進行高精度處理，通過這種方式，即可在空間交匯情況下逐步降低外方位元素對相片數據精準度的影響，進而可以有效降低光束因素對數據精度的影響，最終可以通過相機內方原色的多重計算，在整體數據輔助中更清晰地呈現方位元素［9］。尤其在RTK 技術應用支持下，可以在獲取目標物的前提下，獲得精準度更高的目標位置，這樣可以全面提高測量空間精度。在無人機定位過程中應用RTK技術，無人機攝影平臺效果更加顯著，為此，在基礎導航信號提供的條件下，無人機在飛行信號定位精度方面會具有更顯著的優勢，這樣一來，通過控制無人機飛行的整體姿態，即可讓無人機按照預定軌跡進行自動飛行。在此基礎上，測量工作人員通過遠程操控無人機的整體飛行姿態，即可保證無人機的飛行質量［10］，這樣一來，即可在規定時間內高質、高效地完成無人機航空攝影測量工作，并保障航測數據的精準度。

2.3 基于RTK技術的無人機航攝相片處理

在無人機航空攝影測量中使用RTK 技術，要保證測量工作質量，還要做好相應的無人機航測相片處理，具體包括航攝影像空三加密處理、圖像快速拼接技術兩部分的內容，具體如下。

（1）航攝影像空三加密處理。在空中三角測量過程中，由于坐標點會因為地面控制點的移動而發生相應的變化，在計算機上，航攝地面控制點為基差條件，在無人機航攝定向元素受到影響的條件下，可以將野外控制測量工作全部轉移至室內完成，通過這種方式，可以有效規避外界因素的干擾，極大地提高無人機航攝工作效率及質量。同時，在獨立模型中的三角數據測量，應進行延時攝影的基礎數據測繪，并根據航測單位差的坐標觀測值，進行控制點坐標的求解。在此過程中，測繪工作人員可以充分利用向點坐標的變化情況，以此增加坐標原始觀測值的清晰度，與此同時，在專業數據控制中，應使用平差進行解算，這樣即可獲得更加清晰的數碼相機控制點成果。

（2）通常情況下，無人機航空攝影測量高度偏低，不利于整體影像效果的提高。為此，在實際的無人機航空攝影測量過程中，為整體提高影像效果，應對LLD數據進行控制，具體是嚴格按照要求來控制LLD 的整體像素，還要適當地縮減無人機航測攝像覆蓋面，才能整體提高航測影像的整體分辨率。通過這種方式，可以在攝影圖像整合的前提下輔以自動拼接技術，可以根據正影圖像的變化，進一步提高色彩的整體匹配度，進而可以通過融合獲得一個沒有色彩的拼接圖像。在此過程中，關鍵技術步驟是充分利用自動識別技術讓計算機更好地識別影像的特征，最終可以在影像特征的持續變化過程中相應的線面體系就具有旋轉不變、不受光照影響的基本特征，可以稱之為興趣算子，基于興趣算子的提取，即可對無人機航空攝影圖像進行自我修復。

無人機航空攝像預處理結構具體如下。準備待處理數據，通過IFT特征匹配進行數據預處理，隨后通過RANSAC 進行粗差點剔除操作，可以大幅度提高影像特征點的匹配工作的可靠性，隨后在光束法空三加密處理下獲得航測影像，最后通過圖像拼接處理獲得影像成果。

2.4 基于RTK 技術應用的無人機航空攝影測量案例分析

在現代工程測繪工作中，無論是RTK 技術應用，還是無人機航空攝影測量技術的應用，都十分常見，且在應用中取得了良好的效果。尤其在無人機航空攝影測量中應用RTK 技術，可以進一步提高無人機航空攝影測量工作質量和效率?，F在，結合水運工程測繪工作來詳細介紹無人機航空攝影測量技術的具體應用，具體如下。

在空間數據獲取過程中，測繪工作人員應加強模型數據變化、傾斜模型數據的精準控制，在此過程中，還要對水運勘察設計體系進行高密度作業數據的模型控制，這樣一來，在空間信息數據整體整理過程中，還要覆蓋高程模型、三維地表模型。與此同時，為了整體提高無人機航空攝影測量工作質量和效率，需要對三維地表的模型覆蓋情境進行必要的水運勘測數據處理，這樣一來，即可獲得豐富的水運工程勘察數據，并可以將平面設計問題轉移到信息層上，并提供一定的施工模擬操作，為水運勘察選型、規劃及設計提供豐富的數據信息支持，還可以為水運工程建設勘察、選址、規劃、設計施工、后期維護等一系列操作提供詳細的各項資料，如水下地形、巖土性質、陸域地形、潮流水文等。

總之，在水運工程中應用無人機航空攝影測量技術，具體流程如下。通過無人機航空攝影測量獲得DEM 與DOM 兩項數據，并獲得相應的水深數據，隨后，通過整合上述三類數據，建構三維場景。在此基礎上，數據水運系統整合水利工程數據庫、3D 模型、工程管理數據庫和空間矢量數據庫，進行數據統計處理，即可實現水運業務應用功能的開發與應用，具體包括查詢分析、水運工程勘測設計、三維可視化、水運工程管理，從而可以為水運工程建設提供優質的功能服務，對整體提高水運工程建設質量和效率具有積極的促進作用。

3 結語

綜上所述，在現代科技發展應用支持下，RTK技術和無人機航空攝影測量技術在現代工程測繪中已經得到廣泛應用。在實踐中，為保證無人機航空攝影測量數據的有效性，應基于科學的無人機作業流程設計，并做好影像數據預處理工作，在此基礎上，輔以專業領域數據分析，即可為工程規劃設計、施工等提供豐富且精準度高的數據。在此過程中，測繪人員還要注重RTK技術的合理使用，才能全面增強無人機航空攝影測量工作的水平和質量，為我國測繪事業的健康持續發展奠定良好的基礎。