探究航空摄影在大比例尺地形测绘中的应用曹华清

探究航空摄影在大比例尺地形测绘中的应用曹华清

曹华清

韶关市国土资源技术中心512026

摘要：随着时代科技的发展，航空摄影给现代的测量工作带来了诸多的便利，在地形测绘中，尤其是特殊地形的测绘工程项目中，航空摄影的作用功不可没。本文以航空摄影为切入点，分析它在大比例尺测绘中的具体运用，以便进一步的改进与发展。

关键词：航空摄影；地形测绘；大比例尺；应用

前言：随着科技和经济的快速发展，各大城市提出了构建“数字城市”地理信息空间框架的迫切要求，数字正射影像图和数字地形图是“数字城市”空间框架的基础数据，传统的地形图测绘技术由于更新速度慢，已不能满足目前社会对数字地形图及数字产品的需求，随着航空摄影测量技术的日益发展和数字测图技术的不断完善，该技术在正射影像图制作与地形图测绘中的应用越来越广泛，其获取的数字正射影像能够准确的反应地物地貌，具有地形图的成图周期短、成本低、工作效率高等优点。

1航空摄影测量技术的发展与其存在的优势

伴随着拍摄技术的不断成长与进步，于地势测绘操作之中，更多的引进数码航拍摄影机实施地势测量操作。目前，运用航空拍摄实行地势测绘操作中，不只有摄影机运用数码摄影机，战胜以前胶片摄影机于勘测使用中的困难点，还在运用航空拍摄实行地势测绘操作中也不断的引进某些当代定位与通讯技术等，大体常会同导航与GPS分配比例定位等当代通讯科学技术实行混合使用，让航空拍摄地势勘测的使用具备更深的勘测运用优势。当代航空摄像勘测技术进行勘测操作中不但能够克制以前的航空勘测技术受遭受机场与气温气候状况的影响以及限制作用，还在实行地势测量操作中含有低投入与大规模量测的优势。在应用低空数码航拍勘测技术实施地势测绘的时候，低空数码航拍勘测技术重点是经过数码摄像为根本实行航拍摄像勘测的，具备快捷、简单与实惠等特点与优势，并且因为高品质的数码摄像机也可以达成某些恶劣天气状况下的摄像记录，对地势量测的效率与时间等均有着很大的保证。

2航空摄影测量的特点

2.1机动快速的响应能力

无人机航测通常低空飞行，空域申请便利，受气候条件影响较小。对起降场地的要求少，可通过一段较为平整的路面实现起降。升空准备时间15min即可，操作简单、运输便利。车载系统可迅速到达作业区附近设站，根据任务要求每天可获取数十至两百平方公里的航测结果。

2.2地表数据快速获取和建模能力

系统携带的数码相机、数字彩色航摄相机等设备可快速获取地表信息，获取超高分辨率数字影像和高精度定位数据，生成DEM、三维正射影像图、三维景观模型、三维地表模型等二维、三维可视化数据，便于进行各类环境下应用系统的开发和应用。

2.3安全的可靠性

传统的利用航拍进行摄像测量过程中，飞机驾驶员和地质科研人员都需要在飞机上进行仪器操作，空中发生事故的情况时有发生，会造成地质科研人员不必要的伤亡。近年来随着利用遥感系统进行无人机驾驶飞行的多项研究，使用无人机已经能够很好的在空中通过遥感进行控制，并结合计算机技术和图像摄影技术的发展，利用无人机进行地形测量活动能够很好的进行。无人机不需要地质科研人员与驾驶员在飞机上工作，使得地形绘制工作更为安全可靠。

2.4突出的时效性和性价比

相比卫星和有人机测绘，可做到短时间内快速完成，及时提供用户所需成果，且价格具有相当的优势。相比人工测绘，无人机每天至少几十平方公里的作业效率必将成为今后小范围测绘的发展趋势。

3航空摄影在大比例尺地形测绘中的应用

3.1像控点布设

像控点布设是无人机航空摄像测量技术应用的首要环节，包括区域网点布设、像片控制点测量。其中在区域网点布设环节，主要根据平高点特点，将区域网点依照航空拍摄线路跨度特点，划分为4条基线；而在旁向航线跨度位置可划分为2条航线；在地形崎岖位置可划分为6条航拍基线；在不规则区域网点布设环节可将其不均匀凹凸位置进行平高点的补充布设。而在像片控制点测量环节，主要采用D、E级别的GPS控制，分别对起算点、检测点进行测量。在具体像片控制点测量环节，主要利用接收设备、控制手簿等设备，将其纳入整体的网络RTK控制系统后，依照网络RTK运行特点进行像控点测量工作。为了保证像控点测量工作的顺利进行，可预先设定整体区域内像控点均为平高点。在这个基础上，可在统一的CORS网络内，将网络RTK流动站进行合理设置，保证数据控制终端与无人机航拍数据的有效传输。同时在保证RTK测量流动站运行观测效果符合标准的基础上，可将测量手簿流动站点运行参数，依照相应区域地理坐标，进行平面、高程收敛精度及参数的设置，保证参考站点数据通讯的稳定进行。在具体的像控点贯彻过程中需要对无人机及数码摄像设备进行初始化设置，并在获得无人机及其数码摄像设备固定解之后，在每个站点设定三次观测频率。且每次检测作业开始位置、结束位置全部在已经检测后的控制节点进行。在RTK平面控制点测量平面坐标环节，应控制残差最大值在1.6cm以内，限额差值在±1.9cm左右；而高程坐标转换残差应在±2.8cm以下，限额差值在±4.9cm左右。

3.2空中三角测量模式

在像控点测量流动点观察环节，主要采用三角架对中整齐的模式，空中三角测量模式在实际航空摄像测量过程中主要包括空中三角加密点选择、空中加密三角点测量等几个环节。其中空中三角加密点选择过程中，需要选择区域空地的突出位置，并控制空中三角加密点标识距离，若在无人机航空摄像1/1000图像测量过程中需控制空中三角加密点标识距离在1.0mm以上。在空中三角加密点设置环节，若出现山谷或河道航线布设时，应加大对标准航拍测量节点间高度差值间的控制，避免标准点高度差值过大导致相对定向出现不稳定因素；而在地面较平坦的航拍区域向地面坡度较大区域转化过程中，需要进行空中三角加密点的适当增设，一般每个像控点需增设2个左右；而在自由边缘位置测绘范围规划时，需要将空中三角加密点控制在测量线以外。在空中三角加密点设置完毕之后，需要对空中三角进行测量作业。在具体的测量作业中主要包括前期准备、内定向确定、相对定向确定、绝对定向确定、数据传递等几个环节。其中内定向主要包括像素、像素值、像素大小、焦距等航空摄像拍摄检定数据；而相对定向监督主要包括连接点上下视差误差、连接点上下视差最大残差两个方面，在实际无人机数码航空摄像测量过程中，需要分别控制其在1/3像素、2/3像素左右。需要注意的是在地形较复杂的区域，可适当调控影像精度1/2左右。

3.3立体采编技术应用

在航空拍摄进程中，使用无人机给地势地形实施量测的时候，必须要把不同测量节点的数据讯息准确化，还需要经过立体的编辑采集方式针对地势地形实行系统、规范地搜集，于册籍图测绘进程中，采纳搜集的数值精确才可以勾绘出立体图形，且图形才能更加愈加准确，现在，很大部分的册籍图勾绘均采取电脑操作的系统化绘制，然而许多细节，比如等高线等均会使用人工手绘的手段，于册籍图绘测中，最困难的地方就是对建筑的详细信息数值的采纳搜集，对于摄像后的数字需要实行建筑边沿的简单操作，进一步获取相对精确的数据讯息。量测进程中假如有期初勘测不到的地方必须要马上进行标注，为了以后针对之前没有量测到的地点加以测量，保障册籍图绘测的全面性。

3.4外业补测的操作

上述所讲均是通过航空摄像进行地图测量，这种航空测量会存在一些测量不到的地形结构和相对隐蔽的位置，这些位置在航空摄像测量中要对其详细地点加以明确标注，最后再通过测量人员通过标记地图进行外业补测的相关工作。在补测过程中，测量人员还可以根据实地测量到的一些数据与测量绘图结果进行比较，这些比较是有用的，通过这些比较可以检测出航空拍摄测量结果的准确性，从而对比较结果出现较大偏差的区域进行改正。

4结语

随着航空技术以及数码摄影技术的进步，航空摄影测量技术逐渐被应用到各个领域，数码摄像技术的运用，突破了胶片摄像机的诸多不足，在测量速度、精度等方面都得到了很大提升，并且航空摄影测量技术与传统测量技术相比，还突破了天气条件、机场环境的局限性，同时具有成本低廉、测量范围广等优势，因此航空摄影技术在地形测绘工作中的应用越来越广泛，本文在此分析了航空摄影在大比例尺地形测绘中的应用，希望本文内容能够为相关工作开辟思路。

参考文献：

[1]姜怡，杨明辉.无人机航空摄影测量技术在地形测绘中的应用浅述[J].工程技术（全文版），2016（11）：233.

[2]张峡辉，蒋志玮.无人机航空摄影测量技术在地形测绘中的应用分析[J].工程技术（全文版），2016（11）：264.

[3]罗联聪.利用无人机航空像片进行大比例尺测图的探讨[J].中小企业管理与科技，2014（19）

[4]张瑞娟，王薇，刘彬.航空摄影在大比例尺地形测绘中的应用[J].科技传播，2012，16：95+93.

[5]赵树春.航空摄影在大比例尺地形测绘中的应用[J].黑龙江科技信息，2013，26：69.