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

孙志坚

泰安市地理信息中心， 山东省， 泰安市， 271000

摘要：随着我国社会经济的快速进步，科学技术的不断发展推动了我国电子产业的进步，无人机技术在这一过程当中也得到了进一步的发展，技术也更加成熟。技术的成熟使得无人机技术在各行业当中都得到了广泛的应用，对于地形测绘工程来讲，利用无人机以及无线遥感设备等来对地形进行精确的测量。基于此，以下对无人机航空测量技术在地形测绘中的应用进行了探讨，以供参考。

关键词：无人机航空测量技术；地形测绘；应用

引言

科学技术是带动各行业发展的关键，而无人机航空测量技术对我国航天航空领域的发展也有很大的意义。目前这项技术已经逐渐被应用到地形图测绘中，地形图测绘是工程建设中不能缺少的工作。为了获得更加精确的数据，通常会采用航空摄影技术进行测量。在实际的应用中这种方法测量速度快，而且成本低，在地形图测绘中有很大的使用价值。

1无人机测绘技术的功能

对于无人机测绘技术来讲，该技术的基础是空中航测技术，航测技术在进行空中测绘的过程当中，对于测量结果有着较大的影响，只有保证测量结果的精确度才能够为后续的地形图的绘制提供精准的数据支持。而对于无人机航测系统来讲，该系统主要包括三大结构，分别是数据处理系统、空中控制系统以及地面控制系统。在这三个控制系统当中，空中控制系统能够控制无人机飞行的高度和飞行的航线，对于无人机后续的工作开展，有着非常重要的影响。对于空中系统来说，在实际的应用过程当中会涉及到各种传感系统的应用，通过传感系统能够使通信信号便捷高效的进行传输，提高工作效率。对于无人机来讲，数据处理系统会对无人机所测量到的各种数据信息进行收集存储，再将所存储的数据传输到计算机当中，利用计算机进行数据的分析和整理，从而完成后续的测绘工作。

2无人机航空摄影测量技术的特点

2.1快速反应能力

无人机航测通常应用于低空飞行，对使用场地也没有很大的限制，只要在平整的路上都可以进行起飞和降落。在数据的获取上，能够实现对人工无法达到的区域进行检测的功能每天最多能够获取上百平方公里的测量结果。

2.2测绘范围广泛

随着科学技术的不断发展，无人机测绘技术的应用范围不断拓展。无人机可以在较高的空间中实现大范围的测绘，也可以在低空间中进行小范围的测绘，整合各项信息资料，实现对各项信息的收集与处理。工作人员可以通过多个无人机同时作业的方式进行测绘，有效提升测绘数据采集速度，提升测绘的精准度。另外，3D技术与无人机测绘技术的融合，可以直接将收集的信息转换为三维模型，有效提升测绘工作的质量。

2.3实效性和性价比高

传统的航天摄影，一般都会存在存档数据实效性差以及获取最新影像的时间长的问题。而无人机航测技术就不会出现这种问题，可以随时随地进行拍摄工作。相比于卫星以及有人机来说，无人机航测技术可以在短时间内完成相关的测量，及时提供所需数据。它的测量是人工测量无法比拟的，在小范围内，这项技术具有很大的发展优势。

3无人机航空摄影测量技术在地形测绘中的应用

3.1无人机航空摄影

综合考虑到本次测绘地区地形起伏较大，气候不稳定等综合因素的影响，在本次无人机航空摄影测量技术的应用中采用工作效率高，数据效果好的CW-10小型固定翼无人机来完成相应的航测工作。这次作业使用CW-10搭载总像素1.2亿的五拼相机进行原始影像获取，使用差分GPS方式获取影像外方位元素，完成三维建模和立体测图。CW-10搭载五拼相机，只需一条S形航线即能覆盖被拍摄物体所有外表面，一次航飞同时获得倾斜与正摄两套完整数据，相机成像质量有保证，成图三维效果好。为了全面提高本次航测结果的准确性，降低成本，在本次任务执行过程中，分4个不同架次拍摄，无人机将飞行共计8条不同航线，实际航飞面积控制在5.5km²。为了提高地形测量的精度，在测区共拍摄了452张无其他遮挡，图片色彩清晰，图片色调正常且没有明显反差的不同航空影像。

3.2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。

3.3像片控制测量

为了提升所获取相片的质量，在本项目开展过程中，通过区域网布设像控点。同时，在无人机航空摄影测量工作开展的前期结合地形条件和气候条件以及飞行架次将整个测量区域划分为多个网区。为了保障各测区的相关数据都能够准确的获取，在实际的测量过程当中还需要部署相应的平高控制点，保障每一对像控点能够分布在标准点。在区域网的凹凸角增加平高点，适当调整其测量的范围，从而提高测量的精度。在测量过程当中考虑到测区地形因素对测量结果的影响，除了实现像控点的联测之外，还需要结合若干网区的地形状况来测定高程控制点，以此提升像片控制测量的质量。

3.4无人机数字化测量和绘图技术应用

通过引入无人机测绘体系，使整个测绘工作趋于数字化与信息化。在获取各类地形信息以后，先在相关软件中进行地形数据的分析，结合当前我国地形测绘的实际情况，测绘人员通常使用CAD等软件来完成数字化建模工作，并对各个地形信息进行相应的转化，为后续进行图像数据分析提供参考基础。通常，这个过程由系统自动转化数据和部分人工操作完成。当数据信息被导入系统后，系统可以通过自动配置来获取DSM数据，并通过数据滤波来优化DEM地形图像。然后整个系统就会依托于之前的工作来优化航拍测量模块，并及时纠正错误信息，获取正射影像。

3.5无人机低空航测技术

无人机通过动力系统进行自主飞行，到达一定高度后进行飞行测绘。无人机具有低空航测系统，此系统通过特宽高清数码相机，可以有效提升分辨率，实现自动检校，充分保证信息数据的可靠性。同时，系统可以利用软件进行校验处理，有效控制误差，满足无人机低空航测的实际需求。

结束语

总之，在我国地形测绘工作开展的过程中，借助无人机航拍摄影技术，能够实现测绘技术方面的革新。同时，充分利用无人机航拍摄影技术的优势，以全面加强地形信息的获取和处理，为地区的城市规划和基础设施建设提供相应的数据信息作为保障。这就需要地形测绘人员了解无人机航空摄影测量技术的优势和内涵，不断创新测绘的形式，实现测绘活动的自动化，智能化，推动我国无人机航测领域的发展。

参考文献

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