无人机低空摄影测量在地形图测绘中的应用

无人机低空摄影测量在地形图测绘中的应用

胡云鹏 2. 潘鸿敏

安徽嘉润勘测规划设计有限公司 230601 安徽合肥

摘要：地形图测绘对于精度的要求较高，无人机技术的普及则为开展低空摄影测量活动提供了技术基础。本文首先分析了低空摄影测量中的技术和精度控制要点，随后分析低空摄影测量的应用路径和发展趋势。

关键词：无人机；低空摄影；地形图测绘

引言：无人机低空摄影测量近年来取得快速发展，也为开展地形图测绘工作提供了有效途径。鉴于无人机低空摄影测量的价值，有必要探讨这种测量方式的作用要点，随后分析应用方式和前景。

一、低空摄影测量要点

1．低空摄影测量技术

（1）外业测量。在低空摄影外业测量环节中需要注意基础点与像控点，在顺畅测量数据的同时保证数据交互的精准性。地形图测绘对于精度要求较高，在外业控制测量中充分应用新型测量技术并结合数据精度的要求，体现地形图测绘的价值。外业控制测量中可以应用像控点的细分技术，有机结合地形图测量中使用的平面、高程等多种控制点，提升低空摄影测量的环境适应能力。空中三角测量也是外业测量中经常使用的技术，帮助测量部门在现场布设控制点，实现测量标准的统一化效果。

（2）内业测量。在低空摄影内业测量环节中需要对数据进行预处理，此后完成测量数据的加密效果。由于形成的测绘数据之间的对应关系并不统一，应当充分考虑到低空摄影测量区域的实际情况。例如在外业测量环节中完成数据测量任务后，在内业测量环节中对于上述数据进行细化处理；对于测量数据中存在的偏差进行校验控制，保证数据信息的精准性。

2．精度控制

（1）影像质量检查。低空摄影测量的过程并非一帆风顺，测量过程中很多意想不到的因素都会对低空摄影测量质量造成明显影响。因此需要高度重视影像质量检查工作，例如在返回的测量数据中包含很多因素，通过影像质量检查对于影像的饱和度、弯曲度等要素进行调整，保证上述要求均符合低空摄影测量的技术标准。在控制点分布过程中要注意无人机航线，尤其要注意航线与各个方向的重叠度。

（2）成图精度分析。通过现场测量反馈的影像信息精度未必满足要求，需要在内业测量环节中控制成图精度。在处理低空摄影测量精度的过程中需要注意精度分析的要求，在获取实际测量数据的基础上开展分析处理工作。精度分析过程中要充分借鉴理论精度数据标准，保证分析处理后的数据与标准贴合。成图精度分析中要注意像点精度的优化以及误差的检查，消除误差因素的影响。在反馈的测量数据中可能存在没有应用价值的伪数据，对于这部分数据进行去伪处理，从根本上消除数据冗余的影响。针对低空摄影测量中的高程点，采用数学模型方式对其进行拟合处理，保证高程测绘的精度。

二、无人机低空摄影测量流程

1．准备阶段。在开展低空摄影测量活动前应当做好准备，对于目标测绘地区进行现场勘查，掌握测绘区域的具体情况，尤其是勘测区域中的细节因素，进而形成对勘测区域的整体方案。现场勘测过程中要注意测绘目标地区的地形特征与地貌变化情况，同时要掌握现场的植被覆盖情况；尤其要注意现场区域中高度较高的设备物体，由此确定开展低空摄影测量的具体区域。另外要关注到无人机本身，确保参与低空摄影测量地无人机处于正常状态；针对影响无人机飞行状态的参数开展校核工作，如果存在性能异常位置则应当及时处理，避免无人机执行低空摄影测量任务时存在异常状况。在准备阶段检查无人机搭载设备的性能，机载设备与存储器设施都处于正常状态，保证足够电池容量，避免出现无人机供电不足情况。

2．建立低空摄影测量计划。在制定存测量计划时需要结合现场环境和无人机的自身状况。同时对低空摄影测量的相关标准有清晰的认识，另外敲定低空摄影测量中的细节问题，保证低空摄影测量计划完整无缺。开展低空摄影测量活动，必须要以质量和效率为抓手，根据准备阶段的成果确定航线，选择合适的无人机担当测量任务；与此同时设定合适的比例尺，满足地形图测绘的要求。针对建立的低空摄影测量计划应当反复论证，确保计划的每个环节都有足够的可行性；充分考虑到可能影响低空摄影测量计划的外在因素。在制定计划的同时需要编制对应的技术方案，为低空摄影测量活动提供技术领域的指导。

3．方案实施。现场低空摄影测量实施在测量活动中占据核心地位，也是决定地形图测绘质量的关键环节。在正式执行测量任务前，应当对参与测量的无人机以及技术人员进行全面检查和培训，保证无人机状态正常、人员综合素养过关，在低空摄影测量任务中能够按照标准要求落实分内测量任务。方案实施过程中要将注意事项牢记于心，保证低空摄影测量任务平稳完成。低空摄影测量过程中要注意观察周围环境，根据环境变化情况合理调整旋偏角、倾角等参数，保证无人机处于最佳测量角度，避免周围因素的不利影响。大风天气对无人机的飞行路径产生明显影响，原则上不要选择大风天气开展测量任务。但是测量过程中可能会遇到意料之外的大风天气影响，因此在执行低空摄影测量前应当在无人机上加装补偿器，同时对无人机的硬件体系进行改良处理。另一方面要综合考虑地形图测绘区域的地形和分辨率要求，对于现场测量活动的布设点进行优化处理，保证测绘图像的质量。

4．数据处理。开展低空摄影测量活动后获取的数据体现在反馈的影像中，由于这些影像主要由单一光束组成，每张影像具有较强的独立性。在处理影像数据的过程中可以采用光束法平差处理方式，对于低空摄影测量数据进行精细化处理，对于不符合标准的数据进行剔除处理。数据处理过程在三维空间环境中进行，在准确描述交汇状态的基础上建立误差方程，最终得到影响数据处理结果。在三维空间环境中可以对光束进行多种操作，达到测量点与位置的匹配效果，随后采用点云加密方式处理数据，获取影像数据中的特征。

三、低空摄影测量展望

1．智能监测。在低空摄影测量中可以应用智能监测方式，实现对中测量技术的结合，达到变形监测的效果。变形监测过程中充分应用智能监测理念，在事先确定特定范围的情况下，如果变形监测过程中出现超出特定范围的情况，则能够及时响应并处理监测数据超限的情况，保证数据监测的准确性。

2．信息提取。低空摄影测量反馈的信息量非常大，应当充分发掘这部分信息的潜在价值。例如在低空摄影测量中可以结合传感器测量、遥感测量等技术手段，发挥无人机设备的优势并达到更高的测量层次。例如在密集点云的过程应用到高分辨率的遥感测量手段，与此同时结合照相测量的相关技术，实现对地面点云数据的提取和特征分析效果。在确定三维点云特征的基础上实现点云特征的提取并达到绘图处理目的。

3．调控技术。无人机低空摄影测量重要发展方向之一就是有序性，目的在于提升测量数据精度和质量，进一步增强测量影像画面的精准性和利用价值。结合成熟完善的测绘理论系统开展测绘工作，并根据测绘反馈的数据进行转换处理。此后按照约束条件的指导，对无人机飞行区域进行细化分解处理。在低空摄影测量调控过程中还可以对时间、位置进行调整，保障测量活动的精准性。

结束语：无人机低空摄影测量的价值不言而喻，今后发展前景也十分可观。在地形图测绘活动中，在制定测绘标准的基础上对于无人机低空摄影测量要有充分的认识，在测量活动中发挥其价值。

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