无人机航测在地形测量中的应用董莎莎1刘丽2

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董莎莎1刘丽2

1.山东嘉瑞勘察地理信息有限公司山东淄博255000

2.山东明嘉勘察测绘有限公司山东淄博255000

摘要：随着经济和信息技术的快速发展，无人机在国民建设中的作用日益重要。无人机是使用无线电遥控设备和自控程序控制装置来进行控制的飞机，而无人机航测系统就是结合多种先进技术，采用高分辨率数码相机为负载来获取实地影像的系统。它利用计算机及相关软件进行图像信息处理，并按照一定的精度要求，获得所需测量地形的相关数据信息。近年来随着无人机航测技术和设备的不断完善，它的应用越来越广泛。相比于传统的测量方法，无人机不需要复杂的设备，也不需要投入大量的人力、物力，而且具有操作方便、灵活度高、成本低、安全系数高等优势。传统的航空测量虽然技术成熟，但对天气和机场条件依赖性高，成本高，照相时间长，在地形测量中的应用受到限制，而无人机航测对于地形复杂、建筑密集型地区也能够有效获取测量数据，因此无人机航测可以应用到地形测量中。

关键词：无人机；航测；地形测量；应用

引言

随着测绘领域新技术的应用，传统的测绘方法已经被逐渐取替，尤其是无人机技术的出现，为地形测量领域带来了较大的技术变革。由于无人机具有机动性强，灵活性高等优点，因此其能够为地形测量工作带来较大的助益。但无人机在测绘过程中，也容易受到一些外界因素的干扰，使测绘成果精度达不到要求。因此加强无人机航测系统的研究，积累更多的实践经验大幅度提高我国无人机航测的作业质量，更好地服务于社会十分有必要。本文主要阐述了无人机航测系统的组成以及基本特点，对无人机地形测量的一些方法进行分析研究，希望能加强相关人员对无人机航测系统关于地形测量的了解。

1无人机航测技术概况

无人机航测技术具有续航时间长，机动性强、灵活性高，以及维护成本较低等多方面的优点，是获取空间数据的重要技术手段。现阶段无人机航测技术已大量应用于地形测量工作中。通常情况下无人机航测主要是在低空进行，因此外界因素对其影响相对较小。无人机航测远距离操控，可以深入到危险性区域，工作效率高，可以节约大量的测绘成本，为测绘人员带来便利。利用无人机航测进行地形测量，可以获取传统测量技术无法获取的信息，获取的地物信息更丰富、更全面，对地形资料的丰富、地形测量技术的发展有着非常积极的作用。

2无人机航测系统在地形测量中的特点

2.1有效提高工作效率

运用无人机航测技术，可以全面提高地形测量和项目监测的效率，提高测绘的精度，减少制作数字线化图所需的时间，减少人力、物力以及相关机械设备的使用，在大幅度提高工作效率的同时，也避免了相关人力资源的浪费。此外，通过无人机航测获取的影像图，可以准确的反映地形测量区域的现状，还可以收集相关的基础地理信息数据，有助于地形和房屋等相关数据的测量，数据成果可以用于政府规划和监测工作。无人机航测所获取的影像具备针对性，虽然后期的图像处理工作以及图像调绘工作存在一定的难度，但外业上节省的大量时间还是能够大幅度的提升地形测量的工作效率。

2.2监测结果更加直观化

通过对无人机航测技术的应用，可以更加直观的反映出监测项目的实际情况。无人机航测获得的正射影像图信息更丰富，更容易判读，使监测结果的表现形式更为直观。无人机航测获得的4D产品可以应用到土地的整改、土地边界的确定、土地利用变化的监测等工作中，使监测结果更清晰的体现。另外，无人机航测技术还可以对复杂地形工作展开相关数据的全面测量分析，通过采集到的数据对地块的使用进行合理性分析，并进行相关区域项目规划的判断工作。需要注意的是，对相关项目的检验工作不能放松，项目的检验工作是进行合理性分析的主要手段之一。在实际的测量工作中，由于相关工作人员的疏忽和主观判断的失误，对相关的测量信息进行了错误的划分，会导致在测量的过程中没有办法得出相对有效的解决方案。

3无人机航测地形测量的方法

3.1内业测图和外业测绘

内业测图是基于像控点，利用空中三角测量来计算影像上地物点的平面坐标以及高程，遇到与实际情况不符合的地方还需要进行补测，对于草地、林地、果园等植被覆盖度高的地区，还需要进行外业调绘，根据植被的高度进行绘图数据的修正，确保测图的准确性。电杆、电缆等独立的地物，无论大小，需要进行准确测绘获取其精确的坐标，利用相关测图软件立体测图最后获取完整的地形图。外业调绘需要在实际打印的地图上进行，必须严格按照国家有关标准，对测量的结果进行修改调整，以充分保证测量的准确性。为了提高准确度，必须逐一标明通信线、电力线的转折点及起讫点，并指示线路的方向；对公路等级、宽度、类型也需标明其详细情况，按实际位置对桥梁、涵洞等构筑物进行测绘。

3.2航测

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）、大气透明度好的天气状况进行航拍，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航拍时间。

3.3航线设计

分析测区地形，查清测区内的山、水面、高层建筑、军事设施等情况，查清测区范围为航拍飞行规划做准备。结合地形测量的要求，参照设计的分辨率、相机的焦距、像幅、飞行区域的海拔等因素设计飞行航线。一般情况下航线按东西方向直线飞行。特定条件下，亦可根据地形走向与项目测绘需要，按南北方向或沿线路、河流、海岸等方向飞行。

3.4高精度加密计算

无人机可以收集和处理相关信息数据，首先对数码照片进行照片校正，矫正照片畸形畸变，使框标坐标残差的绝对值为零。其次根据像片的框标和相应的摄影机检定参数进行内定向，然后对测量区域内的相关信息数据进行空三加密，最后采用相对定向和绝对定向的方法获取影像在大地测量坐标系中的坐标。在整个过程中，还可以通过自检校的平差方式消除大气折光、地球曲率等因素造成的影响，减少航摄误差，保证航测结果的准确性。

3.5影像预处理

无人机航摄系统搭载非量测数码相机进行拍摄，相机自身的性能对测量精度影响较大。未经过处理的航摄影像畸变差较大，无法直接用于空三测量等后续处理工作。所以在影像进行空三加密前，需要先对其进行预处理，改正影像的畸变差。在没有室内和室外高精度检校场的情况下，通常是根据非量测数码相机提供的鉴定报告，利用DPGrid系统内的小像幅影像畸变差校正模块对影像进行畸变差改正。

结语

综上所述，随着我国科学技术的不断发展，地形测量技术进步明显，地形测量的速度、测量成果的精度都明显提高。而无人机航空技术综合了多种技术优势，在地形测量应用方面具有操作简单、精度高、成本低的优势，推动了我国测量领域的发展，也在一定程度上促进了我国经济的进一步发展。因此，在今后的无人机航测技术的研究中，要更加深入研究如何利用这种技术更快速、准确、高效地为相关部门提供地形测量的详细数据信息。希望无人机航测技术带领我国的测量行业走向美好的明天。

参考文献：

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