无人机航空测量技术在地形测绘中的应用

无人机航空测量技术在地形测绘中的应用

周文龙 朱兴军

青海省基础测绘院 青海省 西宁市 810001

摘要：在航空技术发展的过程中，航空摄影测量技术在军 事领域、矿山开采等方面都得到了广泛的应用。近年来， 在航空摄影测量的基础上，无人机航空摄影测量逐渐发 展起来，并取得了十分有效的成果。在实际的应用过程 中，无人机航空摄影测量具有诸多的优势，如快速的响应 能力、突出的时效性和性价比、灵活安全，这些优势，使得 无人机航空摄影测量在地形图测绘中的应用不断得以推 广。因此，亟需对无人机航空摄影测量技术的应用要点 进行详细探究。

关键词：无人机；航空测量技术；地形测绘；应用

1 无人机航空测量技术概述

无人机航空测量技术是近年来发展的新型地形图测绘重要技术手段之一，该技术主要以无人机作为重要飞行平台，利用高分辨率的数码相机等先进设备作为传感器，充分借助 3S 技术在实际测绘过程中收集相关数据信息，并开展地形测绘工作，是涉及遥感技术、地理信息系统和全球定位系统三大重要内容的新型地形图测绘方式。与传统的地形测绘技术相比，无人机航测技术在实际应用中具有成本低、灵活性高、结构简单、精度高、效率高等优点，为最大限度地满足现代地形制图的相关要求打下了坚实的基础。

2无人机遥感技术应用的主要优势

2.1 直接提高监测效率

利用无人机遥感技术可以有效提高监测效率，更好地处理和解决监测中的各种问题。如果监测效率不高，势必造成监测过程中的一些漏洞，使监测中的问题得不到及时解决，阻碍测绘工程的顺利进行。所以开展工程测量过程中，必须要重视无人机遥 感技术的应用，保证监测效率，这样才能更好地对各 种问题及时进行解决与处理，确保测量工作水平。

2.2遥感技术系统兼容性比较高

在测绘工程中，单一的遥感技术很难保证测量数据的精度。因此，必须保证无人机技术适用于各种场合，能够实现多种技术的协同，有效弥补单一技术应用中的不足和缺陷，确保测量数据的精准性，使无人机遥感系统兼容 性得到进一步提升，高效地完成相关测量工作。

2.3 监测的范围明显的扩大

无人机遥感技术能够准确开展小规模的监测工作，大大提高了监测应用效果。同时，随着现代科学技术的不断进步，无人机遥感技术也在稳步发展，监测范围越来越大。在工程测绘中，可以对不同的范围进行精确测量，同时，该项技术还可进行三维立体 监测，使得测量数据的直观性得到大幅提升。

3无人机航空摄像测量技术在地形测绘中的应用

3.1 信息处理的速度比较快，分辨率相对较高

随着科学技术的飞速发展，无人机遥感技术也得到了很大的提高，相关技术也在不断的提高。通过无人机遥感技术开展测量工作，获得的相应信息数据可以及时传递到相关决策部门，确保技术人员能够有效地处理信息数据。而且相较于传统的卫星 处理技术，在图像分辨率上无人机遥感技术更具优 势，清晰度非常高，这对确保监测数据精准性具有重 要的意义，更是提升测绘工程质量的关键所在。

3.2布设控制点

首先，采用无人机航测技术的控制点布设主要包括全场布设和非全场布设两种类型。前者精度高，但野外工作工作量大；后者工作效果更高，能满足各种精度的需要，其应用更为广泛。其次，在布设控制点时，我们可以选取无人机航测影像中重叠部位的中线位置来进行相应的布设工作。在具体操作实施过程中，边缘的位置不易选择，由于边缘影像部位常会出现数据失真的状况，边缘位置选取时在内业处理标记的环节，常会出现错误判断的不良情况。

3.3影像数据的采集与整理

影像数据信息的采集在整个测量过程中是最为重要的基本环节，该项工作的完成需要提前做好无人机起飞前的准备。其准备工作包含以下几个重点环节 ：首先，要保证无人机的指南工作系统要满足一定的精准度，对无人机的 SD 卡进行安装并检查，并对相应的数据进行整理和保存，确定其功能；其次，想要确保无线信号能够收放自如，需要对无人机接收信号的功能进行一定的检查 ；最后，我们利用 ALtizuree 功能软件，对无人机所测区域或是航线位置进行设定。

3.4 空三加密测量

在完成图像控制点布设的基础上，根据航测计划，采集测图区域的航拍图像数据，按照设计航路方向、侧向重叠和航线重叠执行飞行任务。但在图像数据采集过程中，由于地形变化大，植被遮挡等问题较为普遍，导致测绘区域范围内的部分区域无法获得相应的影像数据，进而在影像数据中出现“留白”现象，降低了无人机航测技术的测量精度。为了有效地消除上述原因的出现，需要进行空三加密测量流程，该方法是以航拍影像数据中的方位元素进行准确预算为基础提出干扰因素的方法，可以有效地弥补因“留白”等问题而造成精度降低的缺陷。

3.5绘制地图

地图绘制是测绘工程中的最后环节。将数据进行计算完成后方可得到相应的 DOM 数据，利用 ArcGIS 功能软件将各个数据进行相应的输入工作。在应用 ArcGIS 功能软件中，可将树林和桥梁等相关事物做好分层模型的建设工作。同时，我们还可以将摄影测量矢量化之后的主要特征，依照该功能软件得出的数据，对地貌特征再进行相应的比较，得出准确图形。值得注意的是测绘区域地形、地貌的高程数据获取方式，是将 DSM 软件所得到的数据，以及实际的地貌测量高程数据进行合并，将这两者同时输入到 ArcGIS 功能软件中，进行完善的计算之后，生成 CAD 图像。

3.6全数字化测图及数字正射影像图绘制

在全数字化图像测量过程中, 主要采用EPS2008加载MAPMATRIX4.1系统, 通过立体数据采集、编辑编码数学赋予等过程, 可实现有效的数据测量。在全数字化地形图像数据分析过程中, 一般需要利用Atuo CAD2010系统进行大比例尺度图像编制, 通过图像编辑软件的应用, 可将线性规划地形图像数据转化为DWG格式, 结合相应数据地形模型的构建, 可为数据图像定向分析提供依据。在实际全数字化数字图像定向作业中, 主要利用人工与自动系统相结合的形式。即在相应地形影像数据导入系统程序后, 通过系统自动配置, 可生成DSM格式的数据文档。在获得完善的DSM数据文档之后, 通过合理调整图像滤波器，得到与地形图像一致的DEM图像。在此基础上，利用测绘系统的正相机生产功能，对全数字相机测量模块进行优化和调制。在特定相机测量模块的调制过程中，结合单个图像对的范围，可以将图像的主要点作为整个图像调制的核心，并在此基础上采取相应的图像校正措施，为最终的采集提供依据单正射影像。

全数字化图像测量主要针对航空摄像无法有效测量的地形结构, 如死角、隐蔽地理位置等。在全数字化图像测量过程中一般需要在航空内测的基础上进行人工外业补测作业, 通过局部测量结果的对比分析, 的及时寻找出测量失误位置并进行实际修正。保证数字图像测量精确度。而数字正射影像图制作主要是综合利用全数字摄影测量系统、INPHO软件数据处理的形式, 得到高精确度的数字图像模型。在具体的操作过程中, 首先，根据数字高程模型的精度，对局部图像数据进行适当的裁剪，以便于数字正射影像的精确获取；其次，在色彩均衡化图像处理过程中，对图像的色彩、对比度、分辨率、分辨率等进行适当的微调，亮度等模块保证了数字图像的均匀性；最后，进一步测试了数字正射影像拼接边缘的精度，保证了拼接线的精度符合标准。另外，在无人机航测过程中，要根据无人机低空飞行的特点，注意控制极端天气对地形测绘质量的不利影响。也就是说，我们应该尽量选择风速小而稳定的晴朗天气，以减少折射和散射的发生概率。

4结束语

综上所述，无人机航空摄影测量技术在大比例尺地形测绘中的应用具有机动性强、效率高、应用范围广的特点。它可以快速获得三维数字测图结果，这将是未来新型基础测图系统服务的发展趋势。

参考文献:

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［3］ 王晓莉． 基于无人机低空遥感系统的矿区地形图快速测绘 ［J］． 地理空间信息，2018( 6) : 41 － 43．