无人机航测在地形数据采集中的应用

无人机航测在地形数据采集中的应用

王永军

新疆精图测绘服务有限公司 新疆维吾尔自治区昌吉州昌 吉市 831100

摘要：随着地形数据采集要求的不断提高，对数据的准确性和实效性提出了新的要求，无人机航测技术应运而生并得到了广泛的应用。如何优化无人机航测在地形数据采集中的应用效果已成为业界关注的焦点。介绍了无人机航测技术的相关内容，分析了无人机航测精度的诸多影响因素，结合相关实践经验，从设计方案，现场勘测，外业测量等多角度进行了深入探讨，地形数据采集中的数据为相关工程测量提供了技术参考。

关键词：无人机航测；地形数据；采集;应用方法

引言

作为地形数据采集的重要技术方法之一，无人机低空摄影测量技术具有传统测绘方法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，以提高整体效果。当前，地形数据采集面临着新的形势和新的要求，迫切需要应用无人机航测的新理念来优化数据采集效果，提高测绘工作的效率和质量。

1无人机低空航摄概述

无人机航测主要依靠现代无人机技术来快速，准确地完成地形数据采集任务，是传统航测的有效辅助手段。随着经济和社会的持续快速发展，地形测绘的要求越来越高，无人机航测所显示的优势越来越突出。

无人机航测技术主要具有以下优点。 ①反应突出。无人机航测技术在时间和空间上突破了传统测绘技术的局限性，受外部环境的影响较小，并且往往专注于低空飞行，大大缩短了启动时间。

②安全性高。无人机不需要技术人员专门驾驶，并且可以在无人模式下监视危险和复杂区域，即使发生安全问题，也不会造成人员伤亡。

③地形数据采集效率高。通过安装现代设备，例如电子数码相机，空中无人机可以有效地识别地表基础数据，并在定向传递和处理的基础上生成三维模型以实现地形数据的可视化。

④灵活性强。该无人机体积小，覆盖范围广，可以在相对狭窄的区域内完成航测任务。因此，无人机航测技术在地形数据采集实践中的深入应用具有重要的现实意义。

2无人机航测精度影响因素分析

2.1飞行控制技术对影像质量的影响

无人机航测需要在空中飞行时采集地形数据，因此它受到气流、风向和其它因素的影响更大。如果对这些影响因素的控制不当，采用的飞行控制技术将会失败，这很容易导致无人机的航偏角、俯仰角和翻滚角等问题，甚至存在严重的失衡，这不利于航测程序的顺利推进，最后，航测数据失真并且成像质量低。

2.2相机质量对影像质量的影响

相机是无人机的关键组成部分，其质量不可忽视。某些无人机所搭载的相机加工和安装精度不够，色差和畸变较大，容易造成影像变变。相机CCD芯片的大小和分辨率也决定了图像的清晰度和色彩的逼真性。另外，如果相机数码噪点太大，也会降低图像质量。

2.3技术方案对测量精度的影响

为了有效地运用无人机侧航技术，有必要事先制定实用的技术方案。一般而言，技术解决方案主要包括相片重叠度、基高比，像控点目标选取等诸多要素，这些不同的要素对测量精度有很大的影响。例如，相片的重叠度越大，则基线越短，基高比就越小，当超过一定范围时，同名地物的交角会变小，立体观测效果和测量精度会大大降低。

2.4大气条件对影像质量的影响

大气条件主要影响无人机的摄像成像效果，如果地物影像之间的光线差低，则无法获取适当的影像反差，并且难以有效且准确地识别地形的客观条件。在某些情况下，太阳光线很强，并且阳光和阴影之间的色彩较大，这也将导致最终图像质量较差。

3无人机航测在地形数据采集中的应用流程

2.1设计方案

在实施无人机航测之前，有必要明确界定目标地形区域，即测量目标，并据此制定具体可行的设计方案。几个关键要素是目标区域的长度、宽度、面积和形状，无人机的预期飞行时长，飞行过程中的能耗以及测量目标区域的预期测量效果等。在确定合理的设计方案后，可以执行后续的数据采集工作。数据采集链接完成后，需要对相应的数据进行分类统计和分析，因此该环节必须要求设计方案具有科学性与可操作性。

3.2外业测量

外业测量是无人机侧航的关键环节。在此环节中，有必要在目标测量区域中设置特定标志，以明确航测的具体内容，从而为无人机的飞行提供必要的方向性引导，特别是对于需要转弯和变向的区域，必须设置清晰的标志以突出航测重点。外业测量过程应该是一个连续而稳定的过程，以确保测量工作不受外界干扰的影响，从而使航测数据所反映的地形图像更加直观，并避免了不必要的数据偏差[4]。

3.3内业空中三角测量

内业空的三个主要领域包括测量控制、测量实施和加密像控

等方面，同时，必须选择适当的天气实时测量，以减少天气条件对测量成像质量的影响。由于无人机航测具有明显的智能化和数字化特征，因此可以减少地形数据采集中对传统人力物力资源的依赖，仅需要调整无人机的飞行高度，并同时设置焦距即可防止无人机接触空中障碍物。通过加密像控，可以实现系统误差的自动校正，并可以减少由设备自身因素引起的数据误差。

3.4数据成果生产

无人机航测完成后，需要对采集的地形数据信息进行必要的检查、校核和补充，以使DEM和DOM相关数据信息更加完整，使构建的数据模型更加立体直观，并进行补充绘制的影像质量更清晰。在此过程中，必须严格掌握地图绘制比例尺，合理控制垂直误差和距离误差。对于地形数据分析中发现的较大偏差和趋于失真等问题，应再次进行补充航测，并对数据失真区域进行专项测量以完全纠正数据偏差。

4结语

无人机航测在实际应用中的测量精度受许多因素影响，因此，技术人员在进行地形数据采集的过程中，必须结合实际地形，充分遵循无人机航测技术应用的基本规律，优化应用流程、进行创新，为提高数据采集质量提供可靠的技术保障，并不断积极学习无人机航测的新方法和新理念，以促进测绘行业的可持续发展。

参考文献：

[1]王军，刘小民.无人机航摄影像空中三角测量技术在管道工程带状地形图测量中的应用探讨［J］.科技创新与应用，2019（24）：298- 300.

[2]杨仕平.基于无人机遥感的土地移动执法监察应用［J］.山西农经，2019（12）:119，134.

[3]韩文军，宋亮.无人机航测技术及其在电网工程建设中的应用探讨［J］.电力勘测设计，2018，6（5）：162- 165.

[4]赵秀峰.基于无人机航测的农村集体土地确权研究［J］.山西农经，2019（14）：119，123.