无人机航空摄影测量在工程地形图测绘中的应用探析

无人机航空摄影测量在工程地形图测绘中的应用探析

吴锦健

广西壮族自治区地图院 广西南宁 530000

摘要：无人机技术发展成熟以后，替代了传统载人飞机航空摄影，形成了无人机搭载高清摄像机展开测绘活动的新形式。这种新技术投入应用以后，在我国地形测绘领域中取得了较好的成就，提高了测绘活动的灵活性与安全性，具有较好的应用前景。文章结合无人机航空摄影测量技术的具体内容与应用优势，全方位分析这项技术在地形测绘领域中的实际应用。

关键词：无人机；航空测量技术；地形测绘；应用

引言

随着科技的逐渐发展，对于地理信息的精度和时效性要求也越来越高，用户对地理数据的准确性提出了更高的要求,与此同时，无人机技术的发展与摄影测量学科的不断壮大，形成了无人机摄影测量系统，应用于测绘中。

1 无人机航空摄影测量的技术优势

（1）无人机体积小、重量轻，可以搭载微型高清摄像机，人为操控对特定的目标区域进行测量，操作十分灵活方便。在飞行模式上，可以垂直升降，不需要专门场地，或是弹射架等辅助设备。根据无人机实时反馈的航测影像，如果技术人员对航测结果不满意，还可以操作无人机对局部区域进行多角度反复航测，直到获取满意影像资料或数据信息为止。另外，由于无人机小巧轻便，能耗较低，续航能力较强，目前一些主流无人机，续航能力通常在30min以上。（2）无人机测绘技术的使用还具有较为显著的社会经济效益。这主要是因为无人机的测绘技术的成本不太高，同时这项技术也充分融入了网络技术、通信技术等各项内容。这也使得无人机航拍技术在具体使用的时候不仅仅能够高效获取各类地理数据内容，同时也具有较好的社会经济效益。除此之外，无人机低空飞行摄影时，能够获取更大范围的摄影影像数据，同时也缩短了测绘时间周期，具有较好的社会效益。

2 无人机航空摄影测量技术在地形测绘中的应用

2.1 地形图绘制

利用Ｓｍａｒｔ３Ｄ将三维模型生成测区的正射影像，通过中海达ＨｉＤａｔａ软件配合测区的实景三维模型与正射影像绘制测区的线画图，生成地形图成果。在实际绘制过程中，可通过正射影像和实景三维模型绘制地物要素，对于在正射影像中被远地地物遮挡的近地地物，可通过实景三维模型其他视角绘制。绘制的线画图需要将现场的地物要素表示出来，包括居民地、交通、水系、植被、地貌、注记和高程等。

2.2 空间三角测量

结合当前我国地形测绘活动使用无人机测绘技术的实际情况来看，整个测绘活动需要使用空间三角测量技术，保障测绘活动的精度。一般来说，这项技术的应用主要是依托于空间三角模型，并结合相关理论合理布设加密点，完成后续的测量活动。在布设加密点的时候，通常要选择测量区域内比较突出的位置，同时还要专门标记各个加密点的距离。比如在比例尺为1：1000的时候，加密点距离表现在地图上应该控制在1mm以上。在对河道、山谷等区域进行测绘时，可以考虑提高航测节点的标准高度差，以保证测绘活动的稳定性。在完成加密点布设活动以后，就可以进行空间三角测量工作，具体的测量工作包含多项内容，主要有前期准备、定向确定、测量数据传输。在这个过程中，各测绘人员应该充分控制航测像素精度，并且还要根据实际情况来灵活调整精度控制水平。

2.3 无人机航空摄影测量成果验收及数据收集

在测绘过程中通过联合运用空中三角测量加密成果和数字摄影测量系统从而得到准确的空中三角测定结果，同时通过科学手段对立体模型进行恢复且构建与之相关的数字产品，并在进行全要素科学采集过程中完成对DLG数字划线图和DOM数字正射影像图的绘制。通过对相应摄像影像的判定以及利用科学分析的方法，来对影像所代表地面物体的属性情况及相应特点做出确定，在判读影像时可通过采用综合判读调绘法来完成，综合判读调绘法乃是指先对室内进行判读调绘；其次对野外进行定性、检核、调查；最后对室内进行清绘和整饰。此外在测绘成果验收方面则利用航空摄影影像所构地形图数据资料与野外实测数据成果联合进行质量检查。并依据相关比重的规定来对通过采集所得到的数字划线图、数字正射影像图等资料进行纸质版的打印。在检查居民的居住地种类是否合理时采用外业调绘的方式对其进行检查，并对相应标记是否科学合理、居民地轮廓特点是否明显、相关支线和主次干道是否清晰、相关要素属性是否完整等方面进行详细检查。最后通过相关的成图软件来对所获得的测绘信息进行编辑处理后得到整饰图。

2.4 调绘

调绘也是工程建设中的关键环节，综合判读调绘法是在此过程中的一种常用方式。应用该方法时，应以室内判读为依据开展相应的调绘工作，分析建设区域的野外环境情况。为了防止植被对调绘工作产生影响，工作人员应对覆盖严重的区域进行清理，并对测点进行加密。

2.5 布置外业像控点

确定工程所在位置和测量区域后，进行航线规划。确定若干处需要重点测量的外业像控点，作为本次航测的重点对象。将这些像控点按照一定顺序连接起来，形成无人机的航线。尽量减少重复路线，可以节约航测时间，保证无人机在续航时间内完成航测任务。同时，还要注意做好飞行高度、转弯半径、拍摄角度等具体要素的设计，以保证无人机能够获取更加清晰的影像资料。

2.6 立体测图

将航测所得数据及影像资料统一收集，并将这些数据导入VirtuoZo平台，像对定向元素直接由加密成果导入测图工作站，数据采集以成图模型为单位进行，每一幅图存放一个文件，文件名与图幅编号一致，扩展名为xyz，然后经转换程序直接转成dwg数据。

2.7 像控点的布设

在引入无人机测绘技术的时候，应该先做好像控点的布设工作。在整个技术应用过程中，像控点布设活动是非常复杂的，其主要包括区域网布设和像控点测量。前者主要需要充分利用平高点技术，同时还要设置四条基线。如果对偏远地区进行测绘，至少应该设置六条基线，并且还要布设至少两条旁向跨度基线，切实保证整个测绘工作的精度。除此之外，当测绘区域呈现不规则特征时，则应该在区域网布设时，对其拐角区域额外布设平高点。后者则需要使用GPS定位、RTK技术等模块来实现整个工作。这个过程需要测绘人员灵活使用各设备与工具，并使用网络系统来与GPS-RTK系统实现较好的联动，保证像控点测量活动的精准性与全面性。

结束语

综合来看，无人机航空摄影技术的应用给我国地形测绘工作方式带来了一定的创新转变，提供了很多精准全面的地形信息，为我国后续进行城市规划以及基础设施建设带来了较好的参考。地形测绘人员应该积极了解无人机航空摄影测量技术的具体内涵，并依托于此来提高测绘活动的自动化、智能化，使得测绘活动可以转向实时化、全天候的方向发展。这也需要测绘人员在平时积极提升自身专业素养，促进无人机测绘技术发挥相应的价值，共同促进我国地形测绘领域逐步实现现代化发展，并带来可观的发展收益。

参考文献

[1]牛学军.基于无人机低空航摄的地形图测绘应用[J].科技创新与应用,2019(36):178-179.

[2]王晓星.浅析无人机航空摄影测量在地形图测绘中的应用[J].中国地名,2019(10):67.

[3]徐敏.无人机航空摄影测量在地形图测绘中的应用探讨[J].世界有色金属,2019(16):130-131.

[4]朱文杰.无人机航空摄影测量技术在水利工程中的应用[J].工程技术研究,2019,4(19):58-59.

[5]何国栋.地形测量中无人机航空摄影测量技术分析[J].中国科技信息,2019(16):72-73.