航空摄影测量在城市地形图的应用

航空摄影测量在城市地形图的应用

王恒张喆

西安煤航信息产业有限公司陕西西安710199

摘要：随着科学技术的不断发展，航空摄影测量改变了传统测绘方式，实现了城市地形图测绘的信息化、自动化，尤其是当前流行的无人机航空摄影测量技术不仅可以进行三维测绘，还进一步提升了地理信息数据采集的时效性、准确性。文章通过分析无人机航空摄影测量技术发展现状及特征，重点探究了其在城市地形测绘中的应用，以供参考。

关键词：航空摄影；城市地形；发展现状

1无人机航空摄影测量技术的概念

伴随着我国科学技术水平的不断提升，地理空间信息技术也获得了非常快速的进展，无人机航空摄影测量技术变成遥感测量技术当中的新型测量技术，同时获得了研究工作人员的广泛关注。无人机航空摄影测量技术的基本工作原理就是使用无人驾驶的飞机来获得地面的影响资料，为什么无人机可以获得地面影像资料主要是因为内部安装了有机载计算机控制系统，人们利用无线遥感设备操控无人机，就能够保证无人机在飞行流程中获得地面的影响资料，工作人员需要将获得的影像资料利用测量技术加工处置，从而转变为数字地图，就能够进行详细的测量。值得关注的，使用无人机航空摄影测量技术的同时，操作无人机尽可能保证低空飞行，这样拍摄画面更加清楚，帮助工作人员进行测量工作，将测量的精准程度提高。无人机航空摄影测量技术的优势主要包含不需要人力进行飞机的驾驶，确保工作安全，操作便捷，工作效率高，测量精准度高。

2无人机航空摄影测量技术发展现状

无论是在国家发展、城市建设中，还是在道路、桥梁工程项目建设中，测绘都是制约其发展的重要因素。目前，我国测绘技术已经从传统的测绘方式实现了向无人机航空摄影测量的转变。无人机航空摄影测量技术得益于计算机技术、自动控制技术、数字通讯技术、数码相机技术、3S技术等的发展。目前，城市地形图测绘专用的无人机低空航摄系统普遍具有操控方便、自动化水平高、机动灵活、分辨率高、成本低等特点，能够适应城市地形图测绘的高分辨率、低空近景摄影测量需求，对城市重点区域实施动态监测，对重点区域和设施实施应急保障和三维数字建模，满足城市信息化建设对各类型尤其是大比例尺高分辨率基础地理空间数据的需求，为城市中心和规划区域的大比例尺影像地图生产、数字高程模型的生产、正射影像制作和DLG产品提供高分辨率清晰影像数据源。

3无人机航空摄影测量的特征

3.1机动灵活，操作简单

无人机航空摄影测量一般采用的是低空飞行测量方式，这就使空域申请变得更加简便，不易受到气候条件的制约，同时也很少受到起降场地的限制而影响实际测量，只需一段较为平整的路面便能进行起降开始测量。一般情况下，航空摄影测量的升空准备时间为15分钟，操作简单。车载系统可在短时间内结合具体的任务要求，实时获取10~200平方公里的航测结果。

3.2获取影像分辨率高、精度高

无人机航空摄影测量的低空飞行优势，改变了传统测量方式下的卫星光学遥感和普通航空摄影被云层遮挡，或被高层建筑遮挡而影像不清晰，测量结果不准确等弊端。无人机航空摄影测量可通过低空多角度摄影方式，得到建筑物多面高分辨率纹理影像，获取的影像分辨率更高。同时，无人机低空飞行，飞行高度为50～1000m，测量精度可实现亚米级，控制在0.1～0.5m，符合1:1000的城市地形图测绘要求。

3.3突出的时效性和性价比

当面对测量面积较小的大比例尺城市地形图测绘工作时，往往会受到天气和空域管理的限制，若应用大飞机进行航摄，必然会增加测绘成本，而若应用全野外数据采集方法成图，又会无形之中增加作业量，提高成本。而利用无人机航摄系统进行城市地形图测绘，则可充分利用其机动、快速、经济等优势，尽管是在恶劣的环境条件下，如阴天、轻雾天等天气时也可以得到清晰的影像，实现了野外摄影测量工作向内业的转变，且能够在短时间内完成测量任务，一般每天至少几十平方公里的作业效率，大大提升了工作效率，也节约了成本。

4无人机航空摄影测量技术的应用研究

4.1无人机航空摄影测量影像数据处理

无人机航空摄影测量影像数据处理，主要是对其航摄测量得到的数据进行参数精化处理与DEM/DOM制作，其流程为：影像数据/GPS/POS数据下载→数据整理→智能匹配处理→结合控制数据进行区域网平差→得到影像精确参数，并提取三维地形信息→生成DEM结果，制作正摄影像→生成DOM成果。从其流程来看，在结束数据采集任务后，首先从数据采集平台中下载影像数据、GPS、POS数据等，然后进行合理的数据组织整理，通过处理系统实现影像数据的智能匹配处理，匹配影像之间的连接点用于光束法区域网平差处理，利用控制数据进行GPS/POS等辅助的区域网平差解算，进而获取影像内外方位元素的精确值，在该值的引导下借助于密集匹配技术与三维DSM点云数据进行匹配，将滤波后的DSM点云分类处理剔除房上点、树上点，继而获取我们所需的DTM点云，内插获取规则格网的DEM成果。最后，做好影像辐射空三处理与颜色改正后，通过DEM与影像参数实现影像正射纠正处理，得到DOM镶嵌成果，编辑检查影像情况，得到符合实际需求的高质量DOM成果。

4.2无人机航空摄影测量应用成果

4.2.1重点区域动态监测

随着城市的发展与进步，对城市动态监管的力度也在不断加大，尤其是对城市核心地区及周边建设区域内，需要定期更新大比例尺、高精度、高分辨率的测绘数据。而无人机航空摄影测量技术就恰恰满足了这种动态监测需求，且能够利用自动比较得到不同变化时期的DSM检测结果，将其与DOM套合获得最终的检测结果。

4.2.2城市应急任务所需的测绘资料

在城市发展过程中，难免会遇到各种应急事件，而处理好这些应急事件的基础就是要具备精确、精细的直观影像数据，并要求数据获取的实时性与高效性。无人机航空摄影技术可为城市应急任务提供其所需的测绘资料，因为无人机航摄系统具备灵活、快速特点，结合了计算机技术、无线通信技术及3S技术等多种先进技术，能够在最短的时间内为城市应急任务提供高精度的测量资料。

4.2.3城市规划所需的高分辨率测绘产品

进入信息化时代后，城市规划与改造的任务也逐渐加重，而利用无人机航空摄影测量技术为其提供大比例尺、高分辨率、高精度的测绘产品，对于城市规划与发展都具有重要意义。当今，虽然高分辨率卫星影像已实现0.5m的分辨率，但依然不符合1∶500～1∶2000的大比例尺测绘需求。而无人机航空摄影测量技术，则可为城市规划及重点区域提供高分辨率影像等测绘产品，切实满足了城市规划需求，为城市规划提供了所需的测绘数据。

结语

未来的时间里，无人机将会有一个良好的续航能力，要比目前的续航能力强很多，还会变的更加智能化，同时所搭载的摄影机也能够更加的先进，我们可以使用先进的摄影机获取更加清晰的图像，工作人员可以更加清晰的辨别图像，从而我们在电力工程测量中获得更加准确的数据，测量结果也更加可靠。

参考文献

[1]梁丽芳,王燕云,李红涛,等.汇交成果在1∶10000地形图更新中的综合应用[J].测绘通报,2014(11):81-83.

[2]刘正林，常龙，徐兆岩．无人机低空摄影测量在电力工程中的应用论述[J].建材与装饰，2016(36):193－194．

[3]王湘文,于启升,王雅鹏.无人机低空摄影测量系统在大比例尺地形图中的应用[J].地矿测绘,2013,(01):34-36.