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

曹育祥

青海省基础测绘院 , 青海省 , 西宁市 ,810001

摘要：随着我国无人机等新型技术的发展成熟，以无人机作为航测平台，能够有效减少复杂地形及构筑物对地形图测绘工作的影响，同时还能够对原本难以有效施测的遮挡盲区进行航测拍摄，从而全面高效完成测区数据的收集处理分析，为大比例尺地形图的测量绘制提供更加客观清晰的图像资料。基于此，本篇文章对无人机航测在大比例尺地形图测绘中的应用进行研究，以供参考。

关键词：无人机；航测技术；大比例尺；地形图测绘

引言

传统的大比例尺地形图测绘不仅需要消耗大量的人力物力资源，而且测绘的精度和效率也相对较低，已经无法满足目前的实际需要。无人机航空摄影测量进行大比例尺地形图测绘相较于卫星遥感、有人飞机搭载航摄仪和人工测量的作业模式，在较小测区作业时具有效率高、反应迅速、适应不同测区能力强、成本低、精度高等优点，已得到业界的广泛应用

一、无人机航测技术概述

无人机航测，顾名思义，即利用无人机搭载影像传感设备，通过飞行控制，快速获取作业区域地物信息，并通过数据分析与处理获取相应的数字产品。与传统的人工测量方式相比，无人机航测在灵活性、操作性方面具有较大优势，且此种测量方法精度高、成本低，同时因为飞行高低较低，也不会受到云层的干扰，值得推广应用。从无人机飞行平台来看，固定翼、旋翼以及复合翼无人机是常见的几种类型，固定翼具有较好的高飞性能，飞行速度快、效率高，但是对起降场地有要求，不适用于小范围作业；旋翼灵活性强，对起降基本无要求，但是飞行速度慢且不够稳定；复合翼主要是结合了上述两种无人机的优势，但是尚未研发成熟，价格相对较为昂贵。

二、测绘大比例尺地形图中无人机航测技术应用分析

1. 测绘生产的前期准备

在进行大比例尺地形图测绘工程之前，要做好相关的测绘生产准备间里，根据地形图测绘工程的质目标合同要求以及相关国家的法律法规文件，对大比例尺地形图测绘单位的生产条件进行检查，主要有以下方面是否符合测绘的生产资格，项目人员的构成，人员的资格等等。如果存在分包方，那么也应该检查分包方是否有资格进行测绘，分包方的人员构成人员的资格是否达到要求。相关部门应该按照生产人员培训入岗的要求，在生产人员入岗之前对他进行严厉的培训，严格审核人员的专业资格和职业素养，定期对人员进行专业上面的培训，提高人员的专业技术，这样也能够让大比例尺地形图测绘工程建立的质量工作有所提升。

2. 全面采集测区影像数据

采集影像数据是应用无人机航测技术进行大比例尺地形图测绘的关键环节之一。在采集数据前，首先要为无人机飞行做好充分的准备。应详细检查无人机的内置SD卡的实际装载情况，确认其能够满足数据存储的需要，并保证数据存储的安全。同时对无人机系统的航向定位等相关系统功能进行检测，确保其航线装载无误。此外，要对无人机系统的无线信号收发功能进行全面的检测，确保其能够准确接收控制信号，并能够完成测绘数据的实时传输。完成各项检查后，可以通过ALtizuree等软件来进行无人机测区和航线的设定。以测区为长方形区域为例，对该测区的长度方向进行区域划分，然后对各区域分别设定相应的飞行高度和航线。随着GPS等技术的不断发展，还可以利用新型的POS技术对无人机姿态进行准确地感知控制，主要以外方位元素为基础来测算测点坐标，利用相关的辅助数据处理技术来进一步提高大比例尺地形图测绘的精度以及效率，而通过综合应用IMU以及GPS技术也使得全域航测得以实现。不过POS信号系统比较容易受到无人机飞行航线、高度以及天气等客观因素的影响，需要在实践应用中提高相关操作的规范性和准确性。此外，还要注意的是在采集测区的影像数据时，还应确保影像重叠度能够达到85%左右，提高影像采集的精度以及全面性

（三）影像质量分析

无人机航测数据获取流程主要包括航飞计划设计和外业施测，得到数据后需要快速对其质量进行判断，主要检查其是否满足《低空数字航空摄影测量内业规范》。对于质量检查不合格的情况，须重新进行设计和补飞。本文主要从影像重叠度、影像倾斜角、航偏角、航线弯曲度和航线高差等几个方面来对采集的影像质量进行分析，两个测区均达到相关规范的要求。

（四）大比例尺地形图的绘制

绘制大比例尺地形图是测绘工作中最重要的一个环节，也是最后的一道工序。应通过数据计算转换以获得DOM数据，同时将DOM数据输入到ArcGIS等相关软件中，这样就可以在软件中自动完成测区环境要素以及相关构筑物等要素的分层模型构建。之后就可以利用三维模型来对矢量化的影像数据特征以及模型中的地貌信息进行对比分析，从而完成大比例尺地形图的绘制工作。在此过程中要注意，在获取被测区域的高程数据时应综合考虑地貌高程的实测数据以及DSM模型中的高程数据，利用ArcGIS软件对两者进行计算分析后才能生产相应的CAD图纸，并按照DWG格式输出相应的图像，完成大比例尺地形图的全部测绘工作。

5. 成果方面的验收监理过程

成果方面的验收监理过程主要包括，对比例尺地形图测绘生产方，提供相关的信息和资料，对资料进行严格的检查，在技术方面要进行总结，并且撰写，技术设计师检查报告和技术设计师是否一致，控制点和导线布网，水准布网的图片是否清晰。产品资料的提供要符合合同和技术设计书的要求，电子文档的GPS数据，电子记录，水准原始数据，电子地图，文本文案的格式要统一，而且所有的资料要经过钉桩保存和识别，才能够符合档案保存的要求，在对生产过程当中的最终质量检查时，要做好相关的记录，并且要对验证的问题进行封闭，提出相关的解决方案，根据监理的过程做好对质量的分析，按照分类汇总相应的统计方法，对质量进行统计并且做出结论。

三、无人机航测在大比例尺地形图测绘中的应用的意义

应用无人机航测技术进行大比例尺地形图的测绘工作，主要是以无人机作为航测设备的搭载平台，其主要系统构成包括地面数据站、飞行平台以及飞控系统等部分。由于无人机不仅体积较小，且操作灵活，对起降场地条件的要求相对较低，同时其还能够适应低空飞行的要求，应用于广泛复杂地形条件下的大比例尺地形图测绘任务。其次，无人机航测技术的自动化程度也相对较高，能够自动完成数据的采集、存储传输以及处理分析工作，极大提高了测绘数据处理的效率和质量。而且应用无人机航测技术进行大比例尺地形图测绘，极大减轻了工作强度，减少了人为因素对测绘精度的影响，有利于测绘精度的提高。随着我国无人机技术在测绘领域推广应用范围的扩大，我国的测绘水平也将得到明显的提高。

结束语

综上所述，无人机航测技术是现代科技发展的重要成果，其具有机动性强、操作方便快捷、航空影像分辨率高、成本低等优势，值得大力推广应用。在实际地形图测绘工作开展中，应做好测区调查工作，合理选择无人机设备，做好航线规划与影像检查工作。

参考文献

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