无人机摄影测量技术在数字化地形测量的应用

无人机摄影测量技术在数字化地形测量的应用

江小连

九江市国土测绘院江西九江332000

摘要：无人机作为一种新式的飞行设备，在我国现代化数字信息工程建设中的很多领域上都得到了广泛的应用。它是通过具有高分辨率的数码相机、轻型光学相机、红外扫描仪等机载遥感设备获取相关数据信息的，再用计算机对图像信息进行处理，并严格按照一定的精度要求制作成图像。文章通过对无人机的航拍测量技术的分析，简要阐述了无人机摄影测量技术在数字化地形测量中的应用。

关键词：无人机摄影测量技术；数字化地形测量；应用

1引言

随着我国发展的深入及其矿产资源开发的大步发展，急需要相应的测绘手段为其保障服务。在小面积、大比例尺数字化地形测量技术服务中，由于现有的航空摄影专业单位执行这类航摄任务的手续繁杂、周期较长、成本费用高、经济效益不好，一般常规测量又很难在短时间内完成工作任务。近几年无人机数码航空摄影测量技术，被测绘界广泛重视。无人机系统升空准备时间短、操作简单、运输便利，可不受空域管制的影响快速到达监测区，迅速进行飞行、成像，可大大地缩短外业工作时间，增加工作效率。

2无人机摄影测量系统的组成

无人机摄影测量系统由无人机摄影测量的软件、硬件两部分组成。硬件系统包括无人机、机载系统和监控系统。其软件系统主要包括航线设计、飞行控制、远程监控系统、航空摄影检查以及数据预处理等五部分，可以说无人机摄影测量系统的软件系统不但实现了快速设计航线、航摄覆盖检查、数据实时传输，而且还有效地解决了程控平行飞行和程控姿态稳定的难点。无人机摄影测量系统的飞行平台是无人驾驶飞行器，具有高分辨率的遥感设备作为记载传感器，低空高分辨率遥感数据作为应用目标，主要用来快速获取及处理地形数据。

3无人机航空摄影测量测图

3.1航摄测量测图的原理

航摄测量测图的基本原理是通过采集地面上的地形、地物的三维坐标以及描述其性质的信息，然后录入计算机，借助计算机绘图系统进行处理、显示、输出与传统地形图表现势性相同的地形图。航摄测量单像片测图的原理是中心投影的透视变换，立体测图的原理是投影过程中的几何反转。

3.2航摄测量测图的方法

航摄有三种测量测图的方法。综合法：适用于平坦地区的大比例尺测图。其属于单张像片测图，是摄影测量与平板仪结合在一起得到的测图方法。综合法能够用平板仪测量出地面点高程和等高线，能够根据得到纠正之后的航摄影片确定地面店的平面位置。全能法：主要适用于山地，其将立体像通过放置在立体测图仪内，从而构成微小型的地面几何模型，通过在微小型地面几何立体模型上测量出地面点的平面位置、高程和等高线，从而得到地形图。分工法：主要适用于丘陵地形，其是按照平面位置和高程分求原则进行测量测图的方法，与全能法一样，也是通过立体测图仪测量地面点、高程和等高线，其确定地面平面位置也综合法的确定方法相同。

4无人机摄影测量技术的应用

（1）像控点布设。像控点的目标影像应清晰，易于判刺和立体测量；布设的控制点宜能公用，一般布设在航向及旁向六片或五片重叠范围内；控制点距橡片边缘不应小于1cm或1.5cm，综合成图法的控制点距航向边缘不应小于上述规定的1/2;高程控制点点位目标应选在高程起伏较小的地方，以线状地物的交点和平山头为宜；狭沟、尖锐山顶和起伏较大的斜坡等，均不宜选作点位目标；当目标条件和像片条件矛盾时应着重考虑点位目标。（2）航空摄影。1）航线设计。航线网布点应按航线每分段布设六个平高点；航线首末端上下两控制点应布设在通过像主点且垂直于方向线的直线上，困难时互相偏离不大于半条基线；上下对点应布在同一立体相对内；航线中间两控制点应布设在首末控制点中线上，困难时可向两侧偏离一条基线左右，其中一个宜在中线上；应尽量避免两控制点同时向中线同侧偏离，出现同侧偏离时，最大不应该超过一条基线。按照摄区范围、划定的分区和提供的分区平均基准面高程进行航线设计。尽量保证统一航摄区域高差不大于设计航高的1/6，保证测区之间有重叠度,航向重叠60%—70%、旁向重叠30%—40%。2）航摄。在规定的航摄期限内，选择地表植被及其它覆盖物对成图影响较小、云雾少、无扬尘（沙）、大气透明度好的季节进行摄影，并根据地形条件的不同，严格按规范规定的太阳高度角要求选择摄影时间。（3）空三加密。1）作业流程。解析空中三角测量，为纠正和测图提供了定向点和注记点，以及作业时所需要的仪器安置元素数据，空三加密前需取得以下各种资料：航摄质量鉴定书，涤纶片，图历表，野外控制、调绘图片，布点略图，各种观测计算手簿，前一工序的技术设计书等。（4）内业数字化测图—DLG生产。它包括精密立体测图仪测图和解析测图仪联机测图。精密立体测图仪适用于各种比例尺及各种地形类别的测图，解析测图仪适用于各种摄像资料的测图。该文主要介绍精密立体测图仪测图。1）测绘地物地貌。经过像片准备工作和定向后可以进行地物地貌测绘。立体测图可采用全野外凋绘后测图和内判测图后外业对照、补测和补调的方法。在使用内判测图后外业对照、补测和补调的方法时应注意：①航摄像片的现势性要好；②必要时需要编制测区室内判读8099页）样片③对有把握判准的地物地貌元素，按图饰要求直接测绘在图板上，对无把握判准的地物地貌元素，内业只测绘外轮廓作为疑点留给外业处理。④外业进行检查、核对、补测和补调工作。对内业测绘有把握的部分应作抽查，对内业标明的疑点应作核对、补测，对内业无法判绘的地形元素应进行补调。2）接边和结尾。测绘地物地貌时，应在仪器上与已描图边进行接边；像对间的地物接边差不大于地物点平面位置中误差的两倍，等高线接边差应不大于1个基本等高距；每像对测完后应经检查才能从仪器上取下，每幅图测完后应认真进行自校和资料整理。

5结束语

无人机摄影测量技术已经成为航空遥感技术之一，文章对无人机摄影测量技术在数字化地形测量中的应用以及影响无人机航空摄影效率的各种因素做了简要分析，最后并提出了提高无人机航摄效率的可行方案，并且在实践当中得到了验证。所以，也使得无人机可以进行大面积的航空摄影作业成为了有可能。

参考文献

[1]文道平,吴杰.无人机低空摄影测量在云南高原山区风电场地形测量中的应用[J].科技创新与应用,2015,04:32-33.

[2]杨青山,范彬彬,魏显龙,包琦,许正鹏,喻帆.无人机摄影测量技术在新疆矿山储量动态监测中的应用[J].测绘通报,2015,05:91-94.

[3]丘小春,陈伟健,郭伟立,莫勇,王立娜.无人机摄影测量技术在土地整治项目中的应用探讨[J].测绘,2015,04:184-186.

[4]杨德芳,王红莲,王桂前,杨晓英.无人机摄影测量技术在线路工程勘测中的应用研究[J].现代测绘,2015,06:18-21.

[5]孙朝阳,郑彦春,徐秀云.无人机航空摄影测量技术在风能开发勘测方面的应用[J].电力勘测设计,2011,05:24-29.