基于无人机技术的小范围1∶1000地形图测绘

基于无人机技术的小范围1∶1000地形图测绘

胡兴伦  陈骏

巧家县自然资源局  

摘要：本文通过对无人机1：1000地形图测绘中的应用及完成进行了深入的研究，分析了无人机航测总体的作业流程，并对无人机1：1000地形图测绘中的应用做了详细的阐述。

关键词：无人机；1：1000地形图测绘；应用；完成

引言

无人机通常情况下也被称为是无人驾驶飞机，相较于传统模式下的载人飞机摄影测量技术，无人机在测绘领域中的应用能够体现出灵活度高、低空飞行、可以获取高分辨率数字影像、成本低等众多优势。充分利用专业的航空摄影软件进行数据一体化处理后能快速获取4D产品，在当前城市管理、应急保障、土地规划等各个领域中实现广泛应用。

1 测绘领域中智慧测绘无人机应用的重要性分析

新时期科学技术取得了快速的发展，对地图测绘的要求也越来越严格[1]。为了能够满足多地理条件、多空间下的测绘工作，目前在测绘领域中已经实现了大飞机遥感、卫星遥感等多项先进技术的运用。卫星遥感技术主要是以人造卫星来作为遥感平台，针对地球物体的辐射通过远距离进行感测，并充分利用先进的光学处理技术后实现测量数据的及时变化和校正，这样就可以获取所需的数字化图形。人造卫星在实际的利用过程中会受到空间和布点等相关条件的制约，因此灵活性相对较差。而智能无人机测绘则可以有效解决这些问题，也能够实现对自身缺陷的良好弥补。而且智能测绘无人机在实际应用过程中投入的人力资本相对较少，也可以深入一些大飞机不能到达的空间进行测绘，从而使得测绘工作质量得到充分保障，数据精确性也能得到有效提升。另外，利用智能无人机能够实现智能自动化控制技术以及数码照相技术的集成，在现代信息技术的支撑下，对于我国现代化社会工作的发展起到了极大的推动作用[2]，也能够进一步提升测绘工作效果。因此在未来测绘工作的开展过程中应该加大智能无人机的研究力度，这样才能实现测绘精确度的全面提升。

2 智能测绘无人机1:1000地形图测绘应用实践分析

2.1 测绘技术完善和优化

智能测绘无人机在测绘领域中的应用虽然可以进一步优化测绘作业条件，但是在进行航空摄影作业期间仍然存在一些弊端，例如经常会出现影像重叠度高或降幅相对较小等一些问题，这也使得在1:1000地形图测绘过程中智能测绘无人机的作用不能充分发挥出来。为了实现该问题的有效解决，首先可以在对外作业过程中严格按照待测区域的地类来实现相控点分布的合理划分，同时充分结合区域的实际大小，实现目标点的合理设置，并最终完成像点的采集。与此同时还可以充分利用MAP-AT等先进软件技术中所配备的DEM自动匹配功能来实现影像的自动化拼，同时也能够利用数字微分纠正方法来实现影像的匀光匀色处理。与此同时，在测绘作业过程中还可以充分结合地形地貌，以及整个测绘区域圈出与条件相符的定位点，并将定位点附近的放大图截取出来进行打印，这样就能各位后期开展联测提供先决条件[3]。其次还可以充分利用最新版本的mapmatrix来实现模式效果的无缝自动化切换，这样就能够让立体测绘的具体要求得到满足。通过上述两种方式进行优化和调整之后，能够让智能测绘无人机的测绘质量和准确度得到全面提升。

2.2 无人机航空拍摄

在进行无人机航拍作业的过程中，首先应该明确航摄作业的具体面积和作业里程，在此基础上来选择合理的航摄仪器。无人机航空摄影作业过程中对非量测型相机的应用相对较少，在这种情况下通过空中三角测量来实现影像空中姿态恢复的过程中，必须要针对相机的相片畸变差进行及时修正。在无人机进行航摄的过程中可以充分利用GPS领航数据来实现飞行高度的精确计算，在此情况下就能够充分保障无人机飞行质量和拍摄影像质量，也能够获取清晰度更高的数字影像，拍摄照片的色彩均匀度和饱和度都能得到有效提升，也能够将地物信息进行真实表达，完全能够满足1:1000成图的具体要求[4]。

2.3 空中三角测量及数据收集

在进行空中三角测量和数据收集的过程中应该严格按照航测的相关行业标准及三角测量相关规范要求，充分借助MATCH-AT空三软件来构建自由网，同时针对航测区域网充分利用MAPATM软件对其平差进行优化。针对空三区域需要充分结合航飞和影像的具体分布状况绘制出加密区域网，空三加密通常情况下可以采取自动和手动结合的方法来实现。随后进行平差的计算、检查和调整，并结合相关规范要求来经过加密后满足1:1000数据采集的具体要求。

完成空三之后充分利用其数据进行采集的过程中经常会出现以下一些问题。首先，一些区域2.4 去除影像畸变

无人机在进行航空拍摄的过程中会因为数码相机而造成系统产生畸变，此外，拍摄过程中的环境光线和拍摄姿态等也会导致畸变差的出现，如果能有效消除畸变差就能够让地形图的高程精度得到进一步提升。针对这些问题在分析之前首先要对相机进行反复检校，在此基础上来获取精确的畸变参数，与此同时针对原始图形充分利用MapMtrix软件进行几何校正和辐射校正之后就能够实现机变差的有效消除。另外还可以在飞行前和飞行后来实现相机的校验，但从实际应用的角度来看，由于在飞机降落过程中会产生震荡，而且数码相机在起飞之后运输条件存在不可控性，因此通常情况下需要在起飞之前对相机进行检校。

3.无人机 1∶1000 地形图测绘实践

3.1测绘项目简述

本文所选择的测绘项目处于干旱气候区域，气候较为温和，四季分明，测绘区域图形为丘陵地，南北群山环绕，最高海拔为 908m，最低海拔为 700m，测绘区域内分布着国道、县道以及县乡公路。

3.2无人机航空摄影

测绘区域内应用无人机航空摄影获取到真彩色影像，航摄面积 18km2。航摄里程为 52km，共 405 张航片。航摄设备选择 CKLAC2 组合宽角双相机，像元尺寸 6.4μm，焦距 35.4176mm。无人机航空摄影选择非量侧型相机，为此，在空中三角测量恢复影响空中姿态时，应对相机给予相片畸变差校正。此项目无人机航摄利用 GPS 领航数据核算相对飞行高度，飞行质量与影响教好，影响清晰度较高，饱和度良好，可充分呈现地物信息，符合 1∶1000 的成图要求。

3.3空中三角测量与数据收集

结合航飞与影响分布情况，将空三区域视为加密区域网，应用自动与手动结合策略实现空三加密。经由计算平差、检查和调整，依据相应规范最后加密成果符合 1∶1000 数据采集要求。在应用空三成果实现数据采集过程中，总结测绘区域呈现出以下几种问题：（1） 在高差较大的位置进行测量中，存在着影像质量差，且分辨率相对较低，此问题在未来飞行中可经由增加飞行重叠度加以控制；（2）基于山区植被致使部分影像纹理贫乏，有少量模型相对定向精度不高致使测绘图基础定向点超出限定标准。

3.4生产过程所存在的问题总结

生产过程所存在的问题：（1）无人机飞行影响因素。在此项目外业飞行过程中，选择了天气状况良好的一天实施飞行，整体飞行质量较高，所采集到的影像较为清晰，饱和度较好。但是，在业务开展过程中，受到了气流与风力的影响，飞行稳定性受影响，从而影响拍摄质量。（2）无人机空三加密。基于无人机所采集到的航空影像像幅较小，且旋偏角度相对较大，应用原有空三软件实现空三加密处理，比较容易出现错误，同时在连接点自动提取过程中也会面对诸多困难。

4.结语

1∶1000 地形测绘是现代地形图测绘的常用种类之一，在当前 1∶1000 无人机测绘系统还存在着一系列问题，导致航拍 测绘工作面临着众多问题，影响到其应用范畴的进一步扩展。本文将实际测绘项目作为基础进行了相关问题的探究，能够 了解到，此项技术应用在高差较大的位置进行测量，存在着影像质量差，同时应用原有空三软件实现空三加密处理，比较容易出现错误，而当前全新空三软件还有所缺失，这些问题都将是未来发展中应该做出突破的方向。

[1]徐奎.智能测绘无人机 1∶1000 地形图测绘的实践研究[J].中小企业管理与科技(上旬刊),2017,5(11):172-173.

[2]李志学,颜紫科,张曦.无人机测绘数据处理关键技术及应用探究[J].测绘通报,2017,8(S1):36-40.