航空测量在地形测绘中的应用分析

航空测量在地形测绘中的应用分析

冯茂京

中国水利水电第三工程局有限公司基础建筑分局 陕西西安 710000

摘要：随着航空技术的发展与摄影水平的提高，无人机航空摄影测量技术逐渐发展起来，并取得了显著成果。无人机航空摄影测量技术在实际应用中的优势十分突出，尤其是减少了人工的任务量，降低了工作人员的安全隐患，即便无人机发生故障，也不会出现人员伤亡或造成较大的财产损失。这些优势使得无人机航空摄影测量在地形图测绘中得以推广，在工程中得以广泛应用。

关键词：地形测绘；无人机；航空摄影

引言

在城市的发展过程中，地形测绘是城市建设的基础工作，因为通过地形测绘可以有效地完成城市信息收集工作，再对其进行全面分析，可以确保城市建设的整体质量，从根本上推动城市的发展，这也就充分表现出地形测绘的重要性。但是，就当前情况来看，地形测绘工作在开展过程中会受到多方制约，极易对测绘结果造成影响，而无人机技术能够在最大程度上改善这一弊端，确保测绘工作的顺利开展，由此不断优化城市建设质量。

1无人机航测概述

随着无人机与数码相机技术的发展，基于无人机平台的数字航摄技术已显示出其独特的优势，无人机与航空摄影测量相结合，使无人机数字低空遥感成为航空遥感领域的一个崭新的发展方向：无人机航拍可广泛应用于国家重大工程建设、灾害应急与处理、国土监察、资源开发、新农村和小城镇建设等方面，尤其在基础测绘、数字城市建设和应急救灾测绘数据获取等方面具有广阔前景

2无人机航测技术优势分析

2.1响应准确快速

在低空飞行中，由于无人机对起降场地的要求不严格，且在低空飞行中基本不会受到气候的影响，除极端恶劣天气外基本能满足使用。应用无人机航空测量技术时，对低空空域的申请工作可行性高，且准备工作比较简单，升空之后15分钟即可进行工作。在工作过程中，可以根据具体的工作要求灵活而及时地调节，控制系统能快速准确地响应，并做出移动。

2.2数据收集效率和质量较高

无人机航空摄影测量技术可以通过数字成像技术，将测绘出来的数据编制成三维影像图，使无人机摄影测量收集的数据具有精准性和高效性。无人机航空摄影测量技术对测量信息的可视化处理，为地形图测绘工作提供了准确、稳定的信息。

2.3适用范围广

传统的载人飞行器测量技术为了保证驾驶人员的生命安全，往往无法深入一些复杂而特殊的地形中进行作业。但是无人机航测技术由于是无人驾驶，相关工作人员只需要利用计算机系统进行远程操作和控制便可以实现复杂区域的测绘工作，实际应用和测量中不需要考虑人员安全问题，特别适用于一些复杂的地形测量工作中，不仅提升了测绘效率和质量，而且有效避免了人员测绘伤亡问题。另外，对于一些特殊的地区，由于全年云层较厚，所以，传统的卫星遥感技术在数据采集方面受到了严重的限制，而且一些载人大飞行器测量时，飞行高度大都控制在5000m以上，这种情况会受到云层的干扰，导致测量精准度降低。而无人机航测受到云层、气候等条件的影响和干扰较小，实际应用中可以有效提升测绘精准度。

2.4灵活性较高

为了保证无人机测量工作能够在任何复杂地理环境进行，在无人机当中安装了高清摄像设备，摄像头可以根据测绘工作转变角度，减少地形对测绘工作的限制。和以往的航空测绘设备相比，无人机摄影测量技术可以根据测绘地形提前制定航线，提高了航空测绘的灵活性，到达指定地点之后自动摄像，降低了工作人员的操作难度，为测量工作提供了清晰准确的摄像资料。

3无人机航空摄影测量在地形测绘中的应用

3.1对像片的控制测量

对像片进行控制测量，主要是为了实现在航空拍摄过程中将影像和数据与定位系统相结合，通过换算航空和地面的测量数据，并应用特殊的控制点分布，结合导航系统完成对像片控制点在内的测量区域的测量任务。尤其是对需要额外关注的地形进行测绘时，能直接对数据进行传输和保存，有助于快速生成模型。其核心就是对像片控制点之外的其他控制点进行合理设置，提高数据的有效性，使测绘效果更加理想。

3.2DOM工艺的应用

DOM主要是把无人机航拍回来的数字化图片和不同阶段的影像进行样本采集,然后纠正其他影像因素而产生的失真问题,使得这些正射影像图能够更标准。具体操作就是无人机通过低空拍摄对信息数据进行相关收集,在完成这个步骤后,就要展开相应的定向操作,而一般情况下,定向操作主要分为三种,即内定向、相对、绝对定向,通过这三种方式来纠正数据和镶嵌影像,最后在进行检查,从而形成DOM成果。

3.3图像预处理

因为在无人机的拍摄中数码相机的画幅比较小，所以需要图像预处理技术来达到良好的测量精确度。没有经过预处理的图像会产生形变，给后续的工作带来很大困难。可以通过采用DPGrid系统来调整图像的畸变差。无人机航摄图像预处理方法一般有两种，分别为噪声去除法和镜头畸变校正法。在图像的拍摄或者传输的过程中会受到噪声信号的干扰，从而影响图像的正常生成。通过滤波处理，可以去掉图像中的噪声信号，将拍摄好的图像经过处理后转变成数字信号，经过傅里叶变换变成频域信号，然后通过滤波器过滤掉噪声的频段，只留下有用的频段，再经过逆向的傅里叶变换后，经过一定的处理得到滤波后的图像，从而达到过滤噪声音的效果。镜头畸变是由于实际图像的位置与坐标位置偏离而产生的现象，首先对将已设置高精度点空间坐标的控制场进行拍摄，并提取图像坐标，然后根据共线放出推导出图片的原始坐标，从而实现镜头畸变的校正工作。

3.4测量数据的立体采编

无人机进行地形拍摄需要做一些额外的工作，以保证采集到的地形结构和物体节点数据的准确性，这也是提高立体采集信息准确度的重要途径。此外，需要注意的是，虽然大部分工作可以自动完成采集和绘制，但是等高线与地物特征仍然需要人工绘制。在处理房屋结构的测量信息时，为了保证外业测量的顺利开展，还需要加大对房屋结构中屋顶边缘部分的关注，确保准确找到并确定屋顶边缘，从而加以完善和修正。

3.5补测操作的应用

应用无人机航测技术对地测展开测量,需要相关人员对测量盲点引起重视,对测量区域进行充分的考虑,然后根据区域位置科学的进行设计。为了让盲区测量数据不会出现任何遗漏,就需要反复对比无人机航测技术所获得的地测数据,一旦发现遗漏就要进行补测,只有这样才能提高地测的质量和完善地测数据。除此之外,要想更好的处理测量误差和降低误差的出现,就要预订参数和操作模式,这样才能提高地测工作质量,让无人机航测技术有效应用。

结束语

总而言之，经济社会的高速发展为无人机航空测量技术的推广和升级提供了保障，无人机航空测量技术由于灵活性强、作业效率高、适用范围广、反响好的特点，在地形图测绘和其他测绘工作中发挥了重要的作用。实现无人机航空测量技术的进一步发展，提高无人机航空测量技术的效率与质量，还需要进一步加强综合技术的应用，从而满足社会对地形数据提出的越来越高的要求。

参考文献

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个人简介：

作者姓名：冯茂京 （ 1982年9月）， 性别：男， 民族：汉族，学历：大专，工作单位：中国水利水电第三工程局有限公司基础建筑分局，研究方向：建筑工程测量