无人机航测在大比例尺地形图测绘中的应用探究

无人机航测在大比例尺地形图测绘中的应用探究

李保华

菏泽市牡丹区自然资源局 274000

摘要：作为地形数据采集中的重要技术方法之一，无人机低空摄影测量具有传统测绘手段无法比拟的技术优势，因此在实际应用中必须采取有效的技术措施提升整体效果。当前，地形数据采集面临着新形势与新要求，亟待运用无人机航测的新理念，优化数据采集工作效果，提升测绘作业效率与质量。

关键词：无人机航测；大比例尺地形图；测绘

引言

在如今这个新时代的社会背景下，日新月异的科技发展给人们的生活带来了各种应用成果。航空测量也不再满足于小比例尺的测绘之中，在一些大范围地区的航空测绘中也有着极其广泛的运用。并且航空测量相较于传统的测量方式在各方面都有着巨大的优势，能够以更高的精度进行数据采集，有效地缩短航测的制作周期和缩减人力成本。但是尽管有着诸多方便和优势，在一些小范围大比例尺的地方就不能进行很好的数据采集和测绘，这主要受到空管政策和飞行高度等制约的影响比较大，在这种情况下，无人机测绘技术应运而生，为大比例尺地图的测绘提供了一个很好的解决方法。

1无人机航测技术概述

所谓无人机航测技术就是由无人机搭载摄影及遥感等技术设备，在低空飞行中对一定区域内的目标进行测量测绘的新型测量技术。无人机航测技术的运行基础就是无人机精确定位飞行、精准摄影及遥感、无线通信控制技术、GPS等。我国当前科技发展非常迅猛，相关技术的不断更新也给无人机技术发展提供了巨大推动力，无人机航测的智能性及运行可靠性在这一环境下也在不断优化提升。无人飞行器的起降非常便利。很多传统航测技术执行时起降条件要求较为严格，尤其是直升机航摄技术运行时还需飞行申请，这点上无人机的优势非常突出，无人机对于起降及飞行环境的要求及影响都不大，起降及飞行操控非常便利。

2无人机测绘在大比例尺测绘中的有效应用

2.1地面端的控制系统和装置

无人机的整个航空测绘体系主要包括地面控制基站和空中的摄影采集系统等等，在建设地面控制系统的时候，要同时包含地面控制软件和数传模块以及与之相配套的计算机硬件等设备。从具体的实践应用中来看，地面控制系统可以有效的给作业中的无人机发出飞行指令，同时对于无人机的具体位置进行定位和回传。由于地面控制软件具备监控和实时显示等特性，对于无人机的具体飞行相关数据和地理位置信息可以通过地面控制系统来进行计算分析，从而做到可以实时调整和纠正无人机的飞行轨迹和路径。无人机的控制系统经过这么多年的发展，已经拥有了非常稳定和成熟的操作体系。它有效地保护了无人机在飞行过程中的安全性，通过数据分析和比对，对于无人机拍摄的稳定性和可靠性都有着巨大的进步。

2.2具有极高的地图精度

在测绘工作中，测绘结果是区分相应测绘方法和手段的重要依据；这也是满足社会基本需要的一个标志：在进行各种类型的小调查时，传统的全站仪和GPS测量在应用领域得到了广泛的应用，因为进行小调查主要是因为它可以分为两类方面：地表地形测量和地下技术测量；与地下技术测量相比，传统的测量方法更为实用。对于各类地表地形测量和测绘，在传统测绘方法的基础上，在实际实施中，将：受地形条件、工作量等重要因素的限制，降低了测量效率、精度等方面，而无人机航拍技术可以有效避免地形、岩石等不利因素。为确保勘测结果非常准确，因此在现阶段的矿山地表地形勘测中，已在很大程度上逐步使用这些结果。

2.3采用无人机航测技术获取数据及图像

在矿山生产与测绘的同时，需要矿区的地形、地质、地理信息等数据等数据成图，这都需要良好的管理系统作为基础，这些采用无人机航测技术均可实现。而在传统测绘技术中，这些数据很难测量，由于没有大数据化，测量数据也很难被二次利用，这就导致测绘目的过于单一，运用率过度低下，也会造成重复工作，形成浪费；而无人机测绘使用大数据库，可以对这些数据永久保存，随时调用、编辑、成图等，利用率高，无人机测绘可以在低空进行近距离拍摄，不受地形、地域及气候的限制，在偏远地区也可运用无人机测绘获取遥感影像。

2.4对于飞行数据的处理

无人机飞行数据的处理是无人机测绘工作的最基本的工作内容之一，有效地选择好无人机拍摄的画面，并将恰当的图片进行科学的分组，不同组别之间应该保留起码至少6张图片，并将选取的照片一同保留在整个建模的照片系统中。充分利用无人机内部的计算机自动建模系统来处理这些保留的照片，在系统中选取清晰度和精度最准确的图片，在处理好这些照片信息后对于像控点的数据的处理也要控制在这些照片的信息范围之内。最后在综合使用算法对于数据进行比对和计算。

2.5测绘结果可以得到实时反馈

无人机航测技术融合到地形测绘工作中时通常会采用正射影像图拍摄技术，这一技术影像图具有非常高的分辨率，并且能够对测量测绘区域内的水利及道路情况进行较高真实性的展示，为测绘测量工作后期内业工作效果优化提供技术基础，并且无人机航测技术应用中能够对目标测量队形的全貌进行有效缩放，对于测绘工作的不同需求进行满足，其测绘效果也非常符合地形测量工作的要求。

2.6三维重建

完成用户自定义坐标系导入以后，选择正确的控制点坐标系统将相应的控制点文件导入，然后进行控制点的刺点。在Smart3D建模过程中最麻烦也最容易出错的就是刺点，如果点位刺错将直接导致模型错误。这个过程中分两步进行，首先选择少量的控制整个区域控制点的刺点，在这个过程中，选择控制全局的控制点需要在至少3张影像上刺出。值得注意的是，需要根据外业给的KML文件或者CAD文件在相应软件上找出点的大概位置，保证点位信息的正确性。本文选用的是运用奥维互动地图，进行点位的确定，将像控点的KML文件导入奥维互动地图里，在里面找到相控点的大概位置关系，然后将控制点的TXT文件导入Smart3D中，选择相应的控制点，根据奥维地图提供的位置关系，寻找有该控制点的影像，确定影像上的点位信息是否是该控制点，确定是则在影像上相控点标志的中心上刺点。

结束语

近年来，随着无人机的发展，价格较之前降低很多，越来越多的无人机投入到生产项目中，给我们带来了新的技术，大大解放了外业人员。就大比例尺地形图测绘来说，外业人员减少了外业作业时间，把任务量都归结到内业完成，并且采用无人机倾斜摄影测量进行建模可以很大幅度地提高工作效率，生产的三维模型更直观，能进行多次利用，采用Smart3D可以生产多种格式的数据，例如三维模型、点云数据、DOM数据、DSM数据等，并且该软件提供了多种格式的数据格式，如OSGB、S3C、OBJ等格式的三维模型，LAS格式的点云数据等，因此，能满足生产需要。本文的分析以及内外业结合做的实验表明，基于无人机倾斜摄影测量进行的大比例尺地形图测绘能满足1∶500数字测图的要求，也能满足不动产测绘等要求，并能改进传统的方法处理起来耗费太多的人力物力等问题。采用基于无人机倾斜摄影测量三维建模的方法进行测绘，比传统的测量方法节省时间，节约成本，方便入库管理。

参考文献

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