地形图测绘中对无人机航空摄影测量的应用分析

地形图测绘中对无人机航空摄影测量的应用分析

种秋超

陕西水环境工程勘测设计院研究院陕西省西安市710000

摘要：利用无人机来进行航空摄影测量时，无人机在遥控操作下飞至指定区域，并通过无人机上所搭载的摄像设备来对地面的被测目标进行拍摄以及测量，为地形图的测绘工作提供重要的数据信息。本文根据笔者工作实践，对地形图测绘中对无人机航空摄影测量的应用进行了分析和探讨。

关键词：地形图；测绘；无人机；航空；摄影；测量

随着近年来我国无人机技术的快速发展，技术的成熟度越来越高，同时该技术还具有灵活执行多种测绘任务，并快速完成外业测绘工作的特点，同时技术应用的成本也在不断地降低，因此在工程测量方面得到了广泛应用，有效地提高地形图测绘的数字化和信息化水平。在对河道进行地形图测绘工作时，利用无人机技术来进行航空摄影测量可以极大地降低缩短测绘所需的时间，减少外业测绘任务量，提高测绘结果的准确性。所以测绘人员要准确掌握相关的技术要点和操作规程，扩大无人机技术的应用范围，全面提高测绘技术水平。

1应用无人机航空摄影测量技术分析

1.1合理布设像控点

合理布设像控点是无人机航摄测量中的关键环节之一，像控点的布设将对河道地形图测绘的精度产生重要的影像。通常应在无人机航向或者旁向5、6片相互重叠的片区内平高点设置像控点，这样可以提高像控点的利用率。同时应尽量选择邻近旁向重叠中线的位置来设置像控点。如果旁向重叠面积过大或者过小，造成相邻航线无法公用像控点时，则应采用分别布设像控点的方式。如果像控点的标准点或者主点周围有云影或者水域存在时，应将视为落水而进行处理[1]。落水的位置以及范围如果对模型连接没有明显的影响时，可以仍然采用正常航线的像控点布点方式。

1.2无人机航摄中的空三加密技术

无人机航空摄影测量在河道地形图测绘中的应用中，空三加密是一个重要环节，同时有很多因素都会影响空三加密的精度。

1.2.1对影像进行预处理的技术要点

由于无人机一般体量较小，在抗风能力上有一定的局限性，只能搭载非量测相机进行拍摄，因此产生随机畸变以及系统畸变误差的概率比较大。所以应首先对镜头的畸变误差进行处理，再进行空三加密。同时航摄光学设备也存在一定的缺陷，日照或大气等因素都可能对影像的成像效果产生影响，造成同一航带或者航线间相片出现明暗及色彩不一致的问题。在进行空三加密处理前，要对全部航片统一进行调色调光，从而使测区内全部影像能够保持比较适中明暗关系以及色调均匀一致的色彩，从而提高同名点定向匹配的准确程度[2]。

1.2.2通过人工方式干预模型连接点的技术要点

由于在对河道进行地形图测绘时往往存在大面积的水域，因此在连接点生成后应对空三加密精度进行检查，并将模型连接点中存在较大残差的点提出，然后在对连接点的强度以及分布情况进行检查。在有树木、水草、滩地或者船等地物存在时，由于特征不突出，因此连接点比较容易出现误差的点位，在将其删除后可以通过手动方式来进行连接点的添加操作。如果有连接点空洞存在时，也应通过手动方式进行立体测量，从而完成连接点的增加，将空洞补充完整，使测区模型以及系统更加稳定。所有影像的标准点应保证有超过6个模型连接点存在。如果被测区域被植被或水面覆盖，难以对其进行准确的判读时，其连接要求应适当放宽[3]。

1.2.3删除不可信点的技术要点

在匹配模型时，如果一些点的重叠度比较小，应属于不可信点。特别是当某点只存在两度重叠时，由于其只能与2张像片相连接，因此可信度比较低，在进行空三加密时应删除这些不可信点。要注意的是，如果两度重叠点位于航线头时，则应保留。

1.2.4量测控制点的技术要点

量测控制点时既可以采取先以人工方式对全部地面控制点进行测量，再自动提取连接点的立体量测方式，也可以采取连接点被自动提取、后处理完成后再通过人工方式来对控制点进行立体量测的方式。而第一种方式是实践应用中比较常用的量测方法。做好测量前的准备，能够有效的提高测量精准度。在工程测量工作中，要想顺利完成工作，提高工作效率和测量精准度，那么测量前的准备是必经途径。首先，在进行测量前，要做好设备和仪器的精准校对，严格按照测量精细化管理相关要求对设备和仪器进行管理，提高测量结果的精准度，避免测量数据出现严重的误差。另外，在测量前，要根据工程的实际环境，制定相应的测量方案，并且对拟定好的测量方案进行可行性的风险评估，通过评估之后，方可执行，还要针对在测量中可能会发生的问题提出预防措施，以此来保障测量工作的安全顺利开展。其次，制定科学的测量结果审核方案，确保测量结果的真实性和有效性，避免因为管理上的疏漏，造成测量结果出现较大的误差，以此来提升工程的测量精准度。

1.2.5检查空三精度的技术要点

自动完成连接点的匹配后，还要根据空三平差结果来对控制点平差及连接点的精度进行检查。由于平差参数的设置会直接影响空三平差的精度，因此应选择在立体环节中对空三平差结果进行检查。在对空三精度进行立体检查时，应依次检查模型连接点位置的精度、模型是否有视差存在、控制点位置的准确性及空三接边的准确性等参数。在检查过程中应对所有的指标参数逐一进行检查，确保其精度能够符合空三加密的要求。

1.3利用无人机航摄技术对河道进行数字测图

目前空三加密成果主要是利用Impho软件自动生成，然后再通过Mapmatrix航天远景软件来进行DL+G立体采集。在内业测绘中，如果地貌要素以及地物可以进行准确判读的应全部进行采集，同时还应尽可能准确采集并标记难以判读的准确的要素，并通过调绘来加以确认。此外，应严格遵守调绘计划来进行外业调绘和补测作业。在外业调绘时应准确判断，并合理运用各种符号，提高描绘以及注记的准确性。最后要将调绘成果以及立体测图结果等要素数据准确录入到系统中，从而保证河道地形图测绘的精确性。

2无人机航空摄影测量在河道地形图测绘中的实际应用分析

某工程需要对km 1范围内的河道进行地形图测绘，在测绘中采用了无人机，并在无人机上搭载了差分定位设备与其惯性导航设备相配合，以提高航摄测量的精度。同时在无人机上还搭载了像素为912 360×4 7的航摄微单相机。在航摄测量过程中采取的是区域网方式来进行像控点的布设，同时在空三加密处理中使用的是Inpho软件。

首先对模型连接的准确性进行检查，并根据空三加密报告分别对空三平差模型的连接点位置、模型的准确性、控制点位置的精确性以及平差精度等逐一进行了详细的检查，确保其均符合精度要求，能够为立体测图提供准确的参考数据。所有像控点均能有效控制成图范围，采用区域网进行布设，在航向及旁向六片重叠范围内，每隔6条基线布设一个平高控制点。为检测后期成图精度和空三加密的使用，检查点按一个区域网内的检查点的个数不少于两个来布设，点位选取应充分满足像片条件，选刺在像片航向及旁向重叠六片范围内。外业像控点和检查点的坐标采用实时测量，在进行像控测量之前，需联测测区内三个以上已知控制点，以保证像控测量的正确性。内业数据采集利用摄影测量软件完成，能快速处理所拍摄的影像数据，实现从空三加密测量到立体测图的全自动化生产，影像数据经低分辨率投影和重叠控制检查后，先生成空间参照格式的高质量二、三维图像，再经进一步处理就可得到各种比例尺的测绘产品。同时通过数字测图的相关技术对河道地形图进行调绘、补测以及编辑，并由质检部门通过外业自检方式来对该河道的地形图进行了检查，检查合格后就可以提交该河道地形图以及相关的检查资料了。

本次无人机航测作业在较短的时间内圆满完成了地形图生产任务，相较于传统测量，无人机航测具有高效快捷、内业数据处理高度自动化，大大降低了人力成本，缩短了项目周期。

3结语

利用无人机技术可以对河道进行航空摄影测量，并很好地完成地形图的测绘工作。无人机航摄测量技术能够有效提高河道地形测绘的精确性，减少测绘工作所消耗的时间以及外业测绘的工作量，从而使河道地形图具有更高的时效性，同时也可以提高河道地形图的数字化和信息化程度，从而为相关工程的建设提供更加科学客观的数据信息。因此测绘部门应扩大无人机技术在测绘工作中的应用范围，全面提高我国测绘工作的水平，促进测绘行业的现代化发展。

参考文献：

[1]张宁宁，丁旭东，赵鹏.无人机航空摄影测量在河道地形图测绘中的应用[J].江苏水利，2018（12）：31-34.

[2]管占楠.无人机航空摄影测量在地形图测绘中的应用探讨[J].信息系统工程，2018（11）：105-106.

[3]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（17）：219-220