无人机航空摄影测量在地形图测绘中的应用杨琨

无人机航空摄影测量在地形图测绘中的应用杨琨

杨琨

内蒙古自治区水利水电勘测设计院内蒙古呼和浩特010020

摘要：地形图测绘在基础地理信息采集中占有非常重要的地位。在地形图测绘工作中，会面临各种测绘问题，其测绘质量也会受到各种外部因素的影响。因此，必须不断进行技术创新，将先进科学的测绘技术应用于地形图测绘中。

关键词：无人机航空摄影测量；地形图测绘；应用

前言

伴随我国信息技术及科学技术水平的不断提高，人们对各种新事物的需求不断增多，各种新技术层出不穷成为人们工作和学习中不可或缺的一部分。无人机航空摄影测量就是在信息技术飞速发展下的产物，将其应用到地形图测量中，不仅提升了地形图测绘质量，提高了测绘数据的准确性，还在一定程度上降低了测绘成本，提高了工作效率。因此，研究无人机航空摄影测量技术的应用，对测绘行业的发展具有非常重要的现实意义。

1无人机航空摄影测量技术的概念

无人机航空摄影测量技术是目前较先进的测量技术之一，能实现传统的测量技术不能完成的任务，应用便捷，操作简便，可以提高测量数据的准确性，无人机航空摄影测量技术作为一种新型的测量手段，凭借其全天候、全天时以及实时性的优势，逐步为人们所关注。无人机航空摄影测量技术的应用实质为：利用无人机对需要测量的领域进行影像信息的搜集。无人机完成这一任务的前提是，将机载计算机控制系统设置在机身内，利用无线遥感装备对其进行控制，实现无人机拍摄，然后对无人机传送回来的数据进行处理，形成数字地图，利用所得数字地图实现工程测量任务。

2无人机航空摄影测量技术的特点分析

2.1时效性及性价比突出

和卫星测绘比较，无人机航空摄影测量，用时更短，可以为用户及时提供所需测量信息。并且，无人机航空摄影测量价格不高，作业范围广泛。和人工测绘作比较，在性价比上非常突出。

2.2响应能力强

对于无人机航测来说，一般在低空条件下飞行，气候条件影响小，同时起降场地要求不高，能够经一段平整路面实现起降。响应能力强，操作简易，同时便于运输；以测量任务要求为标准，每日大概能够得到数十到数百平方公路的航测信息结果。

2.3能够快速获取地表数据

无人机航空摄影系统能够携带彩色数字摄影相机及数码相机等，进而使得在地表信息获取上既快速、又准确，能够得到的超高分辨率数字影像及高精度定位数据，并可以生成三维正射影影像图及三维可视化数据等，这些数据都能够为实际工程测绘提供的决策依据。此外，无人机航空摄影测量技术在综合应用能力方面也非常强，可以跟航空测绘、卫星遥感以及地面监测等协同作业，进一步获取更为精确的测绘信息数据。

3无人机航空摄影测量在地形图测绘中的应用

3.1空中三角测量技术的实施

在开展测绘工作前，首先明确测绘工作的要求，采集目标区域的相关信息，进行空域协调、技术设施配置、现场勘查之后，对飞行航线进行设计，再进行空中三角测量。在空中三角测量技术中，需要应用到PixeIGrid高分辨率遥感影像一体化测图系统，以及PAT-B光束法平差软件，具体技术实施流程如下：①数据准备。明确并设置好各项航拍参数，比如说相机焦距、像主点坐标、像元大小，对航拍POS数据、控制点坐标文件进行复核；②校正畸变差。非测量相机的使用引起了较大的畸变差，因此必须进行校正，并且采用VzLowCor校正影像，确保航拍影像不存在主点偏移及畸变的情况；③构建测区高程文件。引入畸变差校正好的影像，自动开展内定向作业，确立航带初始偏移量，去除较大的误差像点，剩余连接点进行互交编辑作业；④成果获取。在自动相对定向是，应该影像中相对定向点超过900个，并且是均匀合理分布的，再利用PAT-B光束法平差软件，进行区域网平差结算，将测区合并起来，应用空三加密成果，输出VortuoZo测图工程文件。

3.2数字正射影像技术的实施

数字正射影像技术的具体实施流程为：①DOM技术的实现。其技术依据为淡漠型的内外范围原色及数字高程模型DEM，适用于格列模型数字化航空相片的影像重采样作业，通过调色、裁减等手段生成标准分幅的正摄影图像；②获取单片正射影像。导入影像数据及加密成果后，系统可自动生成DSM，并且自动应用合适的滤波处理措施，将之转变为DEM格式，随后在VortuoZo测图系统中，可以相片为单位进行纠正，生成单片正射影像；③生成影像定位文件“tfw”。选取图幅范围中的单片正射影像，应用Inpho软件进行拼接、裁切、正影像输出等，生成影像定位信息文件“tfw”。

4无人机航空摄影测量在地形图测绘中的应用

4.1测区概况

信息化时代背景下，部分地区提出了构建统一、权威的城市地理空间框架的迫切要求。为了增强本地区基础测绘业务建设，实现对目前基础地理信息数据的更新与补充，相关单位实施了对该地区约1314.4KM2数字正射影像图制作、城区及乡镇驻地约60KM2地形图的测绘工作。

4.2航空摄影测量

根据所需测绘地区的地形、地貌等具体情况，制定出合理的航摄计划和航摄路线。然后利用无人机+数字航空摄影相机，按照规划的航摄路线对测绘区域进行航空摄影测量，获取测绘区域相关影像信息。

4.3像控点测量

像片控制点全部布设为平高控制点，测区外围与测区内均匀布设平高点。采用网络RTK模式测量像控点。在野外选择合适的点位，点位的选择按照规范要求，在图纸上标记像控点点号，并利用手机拍摄近、远两张照片作为点之记的补充资料，供空三加密解算时参考。为保证测区精度，本测区共布设了31个平高点，其中一部分可作为检查点使用。

4.4空三加密

由于无人机获取的航片不仅像幅小，影像畸变大，而且偏角和滚角也大，为此，本项目采用SVS低空摄影测量系统进行空三加密与平差解算，其自动空三模块具有快速并行处理海量数据的能力，平差模块具有处理姿态极差航片的能力。能够自动完成内定向、相对定向、选取加密点、模型连接等所有作业，最终加密成果以备航空摄影测量全数字采集使用。

4.5数字正射影像（DOM）制作

空三加密完成之后，需要编辑匹配所创建的立体模型，此时可以通过数字高程模型来编辑航空像片，最后经过剪裁、DOM调色修补、数字镶嵌和拼接等处理手段生成数字正射影像。然后，进行立体数据采集判绘数据。判绘采集采用全数字摄影测量系统，进入相对定向界面进行自动相对定向、检查控制点和绝对定向精度，精度符合规范要求进行数据采集，并转出南方CASS文件进行编辑成图。

4.6外业调绘和补测

外业调绘：将内业采编的地形图进行初编后回放（打印），然后利用回放图进行地理名称调查注记、房檐改正、判读检查、建筑物等各种性质说明标记等，从而为内业编辑提供参考。补测：用全站仪等仪器对摄影后新增加的地物或者因树木、云影等因素导致室内无法判测的地形地物进行实地测绘。并用水准仪、全站仪对平坦地区进行全野外高程标记点的测定。

4.7内业编辑

首先，数据导入，航测线划图经野外调绘补测，将新的数据和信息添加到航内数据判绘采集的原始文件中；其次，根据相应参数的设置生成相应密度的点云，并可以选择疏点云或密集点云来生成不规则三角网，映射上相应纹理；最后，通过对地形图进行注记、修改、接边处理、检查，形成最终成的数字线划图（DLG）。

结束语

综上所述，无人机航空摄影的技术在具体的地形测绘中有重要的实际意义。在应用中有许多方面的积极作用，所以要根据无人机的积极作用进行相应的应用，充分发挥无人机测量技术的作用。与传统的技术相比，有着不可替代的优越性，应用的范围也会不断推广。

参考文献：

[1]王强，秦岩宾.无人机航空摄影测量技术在农村地籍变更中的应用与分析[J].企业技术开发，2015（18）.

[2]张瑛，胡亚杰.无人机航空摄影测量在地形测绘中的应用[J].工业b，2015（39）：319.