关于无人机摄影测量技术在数字化地形测量的运用分析

关于无人机摄影测量技术在数字化地形测量的运用分析

仲喜斌

天津金拓测绘中心天津301800

摘要：无人机测量属于现代化地形测量先进技术，虽源于常规摄影测量，但是相较传统测量而言具备较为突出的优势，无人机航摄测量在地形测量中的主要作用即实现获取该地区的精准影像资料，使大比例地形图的快速制作成为可能。需要明确的是，现阶段无人机航摄测量仍然存在一定的局限性，其主要运用在业内测图工作中，测量所得的总体图幅较小，一般为数码航片。随着无人机测量技术的快速进步，相关设计人员应当逐步完善其软件及其硬件，不断优化测量流程，实现无人机测量技术在地形测量工作中的规范发展。本文就关于无人机摄影测量技术在数字化地形测量的运用进行简单的阐述。

关键词：无人机摄影；测量技术；数字化；地形测量；运用；分析

随着无人机摄影技术的不断发展与应用，以无人机摄影技术为前提的测量技术也得到了巨大发展，发挥出巨大的应用潜力，而以无人机摄影测量技术为基础的数字化地形测量也成为可能，虽然目前无人机摄影测量技术在发展过程中还存在一些不足，但是我们有理由相信，随着无人机摄影测量技术以及相关软件的不断完善与配套硬件系统的不断发展强化，其应用前景十分乐观，对于改变传统地形测量，实现数字化地形测量具有重大的意义。

1无人机摄影测量技术优势

1.1测量的可辨识性

地形测量遵循无人机航摄基本流程，同时添加了全方位架构下的航测实效，使用无人机进行测量，能够全面发挥其多方面的优势。科学技术的发展速度较快，无人机设置了遥感体系，可以用于常规的遥感操作，同时微机操控技术逐年发展，将无人机技术运用在地形测量过程中更具安全性及其可靠性。另外，无人机测量具备竖向拍摄的功能，在低空飞行的情况下，能够清晰识别地形情况，有效解决了遮挡物的干扰问题，具有较高的可辨识性。

1.2测量的灵活性

无人机的测量灵活性较为突出，在不方便测量人员进入的测区中，无人机也可以正常实施测量工作，有效缩减了测量时间，也间接缩减运转成本，与传统的航空摄影测量相比，无人机自动化较强，依据拟定航线飞行，具有较高的稳定性，能够获取精准测量数据，可在最短时间内辨识地面的精准性，这样的方式省略了降落后的数据分析工作。

1.3降低测量成本

经济成本较低是无人机航摄最为突出的优势之一，无人机已经搭建了新架构下的飞行平台，耗费总价仅为常规直升机的1/5，在实际的航摄过程中实测偏差在1%之内，测量的精准度较高。在机身构建过程中，选择纤维材料作为原材料，由于质地轻盈且为复合材料，有助于日常保养工作的开展。另外，无人机具备诸多影像设备，能够用于常态处理，实现不同配件之间的兼容性，尤其是在分析处理数据的过程中，尽量运用高配置的设定，更有助于缩减成本。

2无人机摄影测量技术在数字化地形测量中的应用

2.1航摄测量测图的原理

无人机摄影测量技术的基本原理是利用地面上的固有地形、地物确定三维坐标并且记录其性质，然后将信息传输至计算机中，通过计算机技术，配合绘图系统对收集的数据进行处理，最后输出显示与地形相同的地形图。无人机航空摄影单像片利用中心投影的透视变换技术，而立体测图主要是利用投影的几何反转技术。

2.2无人机航空摄影

2.2.1航线设计

无人机在进行航空摄影过程中，航线设计应该分段设置在六个平高点位置。航线的首位两个控制点应该设置在像主点的连线上，而且要与方向线垂直，一般最大不能偏离半条基线。上下对点设置在同一立体相对内。航线中的中间控制点要设置在首位控制点连线的中间位置，最大不能两侧偏离超过一条基线，尽量确保其中一个控制点位于中线位置，尽量避免两个控制点都偏离中线的情况的出现，而且尽量不要两个控制点偏离中线的一侧，即使出现偏离，尽量保证偏离不要超过一条基线。航线的设计要以摄影区域的划分、范围的大小以及分区的平均基准为基础。避免摄影过程中区域高差过大，尽量维持在航高的六分之一范围之内，确保测量区域之内有一定重叠，从而便于地形测量。

2.2.2航空摄影

在进行无人机摄影过程中，地形尽量选择地表植被覆盖少或覆盖对地形不会造成影响的位置，拍摄尽量选择天气晴朗，可见度比较高，尽量避免在云雾、风沙等恶劣气候条件下的拍摄，此外要依据拍摄地形的不同，依照拍摄要求的太阳高度角，进行拍摄。

2.3无人机摄影测量像控点的布设

2.3.1区域网布点

平高点依据局域网完成布设，区域网内依照航线方向设置四条基线，在一些复杂地形可以设置六条基线，宽度为两条航线。

2.3.2像片控制点测量

像控点测量一般使用D、E级的GPS控制点作为起算点和检测点，利用天宝R8GNSS接收机及控制手簿接入FJCORS网络RTK系统，并且利用网络RTK技术进行像控点测量。①网络RTK测量流动站要求在CORS的接收范围内操作，进行实时数据与中心控制站之间的数据传输。②通过测量手簿设置流动站设点测量像控点的具体操作参数。③网络RTK测量流动站工作情况正常。④测量首先初始化仪器，获得固定解，如果未能获得，应该将仪器的网络断开，再次对仪器进行初始化。⑤测量观测次数为三次，对每次得到的观测数据要进行确认与检核。

2.4无人机摄影测量测图的方法

目前的无人机摄影测量一般有三种不同的方法，分别为综合法、全能法与分工法，其中综合法主要是用于对大面积平坦土地的测量，为单张像片测图，结合使用摄影测量与平板仪测量技术，综合法利用平板仪能够确定地面的高程以及等高线，通过得到的无人机摄影像片获得地面的详细地形情况。全能法一般用于山地地形的测量，通过使用立体测图仪，能够得到微小型的地面地形的结构模型，通过得到的微小型的地面模型就能够获得地面的小关系平面位置、高程等数据，最终获得该地区的地形图。分工法一般在丘陵地区进行使用，基本原理是利用平面位置与高程分求的原则进行测量，与全能法相似，也是利用立体测图仪获得地形的数据，从而确定最终的地形图。

2.5空中三角测量

无人机摄影技术中的空中三角测量主要用来确定以及纠正定向点与标记点的位置，包括测量过程中需要的一起元素数据等，在进行空中三角测量之前需要进行必要的材料以及设备的准备，才能更好地完成对定向点以及标记点的确定。

2.6内业数字化测图（DLG）制作

无人机摄影在数字化地形测量过程主要步骤为航空摄影测量空三加密，包括外业与内业两个部分，外业主要负责像片控制点的测量、照片的调绘以及地形图的综合测量。内业主要通过相片上的控制点，通过空中三角测量技术，确定地形的控制点、高程、坐标等数据。在进行测量过程中，仪器的测绘过程中要注意也已经完成的地形图完成接边，每一幅地形图的完成，都要经过仔细检查以及确认才能从仪器上取下，最终完成地形图的测量任务。

3小结

无人机不仅具备必要的升空装备、操作程序十分简便，而且具有高效的施测能力，测量精度高，受环境及天气影响较小等特点，与传统测量相比较，无人机测量能够大幅度提高工作效率和节省人力，也减少传统测量中人为因素带来的误差，在未来的发展之中具有较为广阔的运用前景。

参考文献

[1]古小健.关于数字化地形测量技术应用分析[J].河南水利与南水北调,2015,08:60-61.

[2]田建国.无人机在西安某村实施地形测量的应用研究[J].科技资讯,2015,16:62-63.