地形图测绘中无人机航空摄影测量的应用探讨

地形图测绘中无人机航空摄影测量的应用探讨

王东旭

北京建筑大学北京市100038

摘要：随着经济快速发展，人们对城市地图精确度的要求更高，地形数据采集和地形图测绘也成为人们生产生活中较为重要的内容之一。但传统航测技术的局限性和运行成本较高等特点使得地形图测绘工作越来越难以满足人们的需要。针对传统航测方式的一些弊端，无人机的应用较好的解决了这些难题，本文以无人机航测技术为切入点，就其在地形测绘中的应用进行讨论，初步探索其工作原理、技术优势和应用效果。

关键词：地形图测绘；无人机；航空摄影；测量

引言：为了保证资源能够得到高效利用，工作效率得到有效提升，对地形图的精确度要求也随之提升。传统航空摄影测量方式存在着精确度局限性，且运行成本较高，受外界不因素影响较大，导致时效性滞后，无法满足人们日益增长的精确度需求。尤其对于资源消耗较多的行业，地形图的精确度越高，越能够有效指导工作进行的方向，工作效率得到显著提升，工作成本得到有效控制。无人机作为一个新兴的航空器载体，其特有的技术优势，使得其成为航空摄影测量的载体是大势所趋，尤其是其使用能够有效提高测量精确度，市场前景很广，应用潜力巨大。

一、无人机航空摄影测量的原理

作为测量的一种新技术，无人机航空摄影的发展是新技术应用的结果，也是未来发展的必然趋势。该技术应用的主要目的是为了满足人们对数字化城市的建设要求，对城市地标和建筑物进行精确测量，也可应用于工程测量中，保证工程质量。无人机航空摄影技术有以下三个要点：

1.根据实际工作任务和现场实际情况和各型号无人机的优势，合理选择无人机。在数据收集工作开始前，要对无人机进行调试，保证其正常工作性能；

2.设计最佳航测路线，避免因路线不佳而延长无人机工作路线，消耗有限的电量。若无人机未能在完成航测任务前电量耗尽，则需要其他无人机代替继续工作，增加了调试工作量和整体航测工作量。因此，选择合理的航测路线，既能合理控制航测任务的时间和设备利用率，又能优化工作量；

3.在进行无人机进行低空摄影测量时，应该以像控点分布的实际情况为依据，获取摄影图像，并对相关数据和图像进行分析处理，保证观测数据的可利用性和准确性。

二、无人机航空摄影测量技术的特点

与传统航测方式相比，无人机有很多优势，主要体现在其灵敏性、经济性、准确性和稳定性。

1、灵敏性

相比传统航测方式，无人机体积更小，可操作性更强，尤其下面三点优势是传统航测方式无法比拟的。

2.1无人机的起降场地要求较低，不需要专业的起降跑道，仅需要一段较为平整的路面；

2.2无人机使用的气候条件要求较低，一般不利天气不会影响航测工作的进行；

2.3无人机申请飞行空域较为方便，便于随之执行任务。

由此可见，无人机灵敏性的优势明显，无人机航测前期准备工作较多，准备时间较长，其灵敏性有助于无人机快速起降，也提高了无人机的利用率，总体使用效率提升。

3、经济性

无人机的运行成本较传统航测方式有很大减少，设备造价较低，运行成本较低。航测工作量和效率因无人机的使用大幅度提升，每天至少可以完成几十平方千米的测量工作，工作成本得到有效控制，在保证精确性的前提下，最大限度保证航测工作的经济性，性价比较高。

3、稳定性

无人机起降对场地要求较低，主要是因为无人机的结构稳定性，其体积较小，受外界因素扰动几率较小。并且，无人机结构简单，可操作性强，设备运行稳定性得到有效保障，大幅度提升无人机运行和航测的可靠性。其操作灵活性，使得无人机在复杂地形条件下的观测任务更具灵活性，减少因复杂地形带给设备和人员的威胁，在保证航测任务准确完成的条件下，减少经济损失和人员伤亡。

4、准确性

相比传统卫星测绘，无人机航测的优势在于，其准确性大大提高，并且无人机可以根据实际地形情况，调整航测方式，保证航测时效性和准确性。使用无人机的一个重要原因是其能够提高航测精度，其观测姿态可以根据地形情况合理变化，得到较为细致精确的地形数据。

三、无人机航空摄影测量在地形图测绘中的实际运用

无人机航空摄影测量的工作要点较多，其技术应用要点也较多。为保证工作质量和效率，新技术的应用和新处理工艺的应用都显得尤为重要。

1、DOM工艺

DOM技术的最大优势对航空相片和数据进行数字微分纠正和镶嵌，按一定图幅范围裁剪生成的数字正射影像集。该技术不仅能对影像和图像资料失真问题有效处理，而且还可以保证图像资料的清晰度和准确度。为保证DOM技术的良好应用，无人机对数据、图像采集与分析工作时必要的。作为无人机航空摄影测量的重要组成部分，该技术可以有效将影像资料和数据资料有机结合，根据实际的测量结果与空中三角测量的结果确定基础的地面地形，为最后的数据分析处理工作提供技术支持。

2、相片控制

无人机航空摄影测量技术的另一个技术优势就是能够将航测数据与地面人员的测量数据紧密结合，利用无人机航测系统与全球定位系统紧密结合的优势，保证航测数据与地面观测数据的吻合。并且两个系统可以相互补充、相互交换，卫星航测系统为无人机航测系统提供初步数据参考，无人机航测系统可以不断细化和深化精度，保证数据信息的完整性，也保证地形数据的精度。无人机进行航空摄影测量时，工作人员可以通过布置与设计特殊控制点的方式，将全球定位系统等相关测量技术与无人机航空摄影测量技术紧密的结合在一起，有效控制外部因素对无人机观测系统的干扰。如此生成的相片，清晰度、精确度和时效性能够得到有效保证。

3、数字线划图工作分析

在数字线划图工作中，通常采用用全数字摄影测量工作站，利用图像编辑软件将测量结果转化为正确的图像格式。在实际测量工作中必须注意以下几个事项：第一，在测图工作过程中，需要根据数据构建地面模型，确定合理工作方向，受人工操作因素的影响，数据结果和图像结果会存在一定的程度的差异，因此，采取自动交互操作的方法。根据操作的流程来进行合理的工作，必须在遵守程序的同时提升工作专业性，使误差的程度控制在规定的范围内；第二，在测图之前，精确定位，并且每一个因素都设有特定的颜色、线型以及规定的代码等；第三，不断提升测绘技术人员的专业性，降低地物数据采集的误差，保证其精确度。同时，对于不利要素，选择合理方式处理，保证图像和数据的完整性。

4、立体采编测量

测量技术人员应当采集内部测量数据，以配合无人机航空摄影测量，从而提升无人机航测，绘制地形图的精确度。对于无人机采集的数据，测绘技术人员应当手绘出等高线与水涯线，作为后期节点数据的分析的重要一环，其精确度能够有效保证地形测绘图的精确性。

5、怎样获取单片正射影像

及时的把影像数据传输到程序当中去并且进行加密，自动的通过系统匹配，促使DSM的正确生成，对DSM做进一步的过滤处理在生成DEM格式后，得到正确影像形式。

结语：无人机航空摄影测量技术作为一种新型航测方式，无人机作为其主要载体，技术提升空间巨大，应用成本低廉，可靠性和稳定性高。这些优点都是航测技术能够正常发挥应有功能的保障，所以，无人机航测技术的应用，更重要的一点就是无人机技术的不断提升。无人机工作平台应当更具有可操作性、便携性、经济性和稳定性，航测设备和技术也应当根据无人机平台的革新而与时俱进，以提升观测精度为主要目的，不断提升影像资料的清晰度、数据分析的精确度和影像数据资料相结合的程度。在实际工作的过程中，技术人员应当对无人机性能足够了解，能够根据地形实际条件，熟练调整航测方式，最大限度的达到航测目标，完成航测任务。

参考文献：

[1]苟晓萍.无人机航空摄影测量在地形图测绘中的应用[J]世界有色金属.2018，（9）.

[2]刘见辉.无人机航空摄影测量在地形图测绘中的应用[J]农家参谋.2018，（5）.