无人机摄影测量技术在数字化地形测量的应用

无人机摄影测量技术在数字化地形测量的应用

张学科

四川信宏测绘有限公司四川省南充市 637000

摘要：无人机摄影测量技术具有智能化、专业化、机械化等优势，在这个科技日益进步的新时代能够充分发挥科学技术进步的重要作用。通过使用无人机进行拍摄，可以得到精度准确、位置正确、清晰度高的图片影像，通过这些图片影像用计算机进行图像的拼接，模拟建模，能很大程度上的起到对于工程建模的辅助作用，同时也可以极大地弥补传统工程测量中存在的缺陷。目前，无人机摄影技术已经在工程测量测绘工作当中得到广泛应用，也是相关专业技术人员所开展研究工作核心之一。鉴于此，文章对无人机摄影技术在工程测量测绘中的具体应用及精度提升策略进行了研究，以供参考。

关键词：无人机摄影；工程测量；精度控制

1无人机摄影技术的优势分析

无人机摄影技术在工程测绘中的应用属于一项新兴技术，这一技术在复杂工程环境当中也具有更高灵活性与适应性，能够在完成航拍任务的同时，对以往尚未勘察的新区域加以深层次探索。另外，由于无人机摄影技术所使用设备体积较小，结构相对简单，通过相关工作人员使用遥控器控制，便能令其完成自主飞行拍摄，工作流程相对而言较为简单，与传统飞机搭载摄像机拍摄方式相比较，无人机摄影技术自身优势更为显著。传统大飞机航拍方式在起飞前需向相关部门提前报备，在航空批文批准过程中整体过程较为繁杂，并且也会耗费更多时间。而无人机摄影技术能够在1000m以下高度飞行，故而其起飞前仅需向当地派出所批准报备。除此之外，传统航拍方式极易受到自然环境因素影响，对于天气条件有着较高要求，而无人机对于自然环境因素要求比较灵活，并且可以在立地较低的高度范围内自行控制，因此其能够获得更高分辨率的资料信息。

2无人机摄影测量技术在数字化地形测量的应用

2.1无人机摄影测量的像控点布设

在进行数字化地形测量时运用无人机摄影测量技术，其实际布设的像控点需要清楚且明亮，以便于能够对布控点的位置进行判断，进而准确丈量立体。在实际布设像控点时需要做到互通共用。一般来说，是将其布置在无人机航行方向以及旁向的5-6片堆叠范围当中，同时需要确保点与相片边际的间距在1cm或1.5cm以上，采取综合成图方式来设置的操控点需要与航向边际间距在规定要求的50%以上。如若在测量较高海拔的场地时使用无人机摄影，那么需要尽量设置高程控制点在高程起伏不大的区域，并且需要尽可能布设在高程控制点以线状地物之间的交点最佳。需要注意的是在布设像控点时尽量避开崎岖的斜坡、陡峭的山顶以及狭沟，而且部分点的布设条件与像片要求出现冲切，那么就需要对其点位布设进行重新考虑。

2.2航空测量摄影方面的应用

现阶段，航空摄影测量技术发挥着越来越重要的作用，占据着越来越重要的位置。在航空测量工作中，无人机测量技术不断发展和进步，各项功能也得到了更高效地发挥，可以很好地实现在复杂环境成像任务和数据转化作业。另外，在摄影系统及GNSS定位系统的支持下，可以将所获取图片信息及位置数据等有效整合起来，进而使图像信息更加富有内涵。应用图像绘制及合成等技术使基础数据信息得以有效整合，进而利用相关信息处理系统进行深入加工，并最终形成具有更高准确性和质量的影像数据。这样可以更好地对一些复杂、特殊环境进行有效把控；同时也有效地确保了测量的准确性和稳定性。

2.3像片测量与控制

从某种角度上看，像片测量与控制是无人机测量技术中的重点内容。像片测量点和控制点更是测量技术中的重中之重。在运用像片控制点时，有关人员需要重视技术范围、实际操作、参数分析、工作常态等问题。在技术范围方面，有关人员需要明确测量流动站等知识，保证所有的实际操作要在COS所控范围内进行，从而快速传输数据，实现测量结果最优化、质量最大化。在实际操作方面，测量人员需要充分研究无人机在飞行、测量过程中容易存在的问题，做好运用和维护工作，保证测量的有效进行。在参数分析方面，一定要重视利用测量手簿。通过找寻控制点，不断分析具体参数，实现数据转化的高效性。在工作常态方面，有关人员要加大对RTK工作站的管理力度，通过检测各系统的工作性能和状态，加大对每组数据的测量力度，一般为3次，从根本上减少测量结果的误差，提高检测、审查、核对能力。

2.4三角测量技术应用

空中三角测量技术有着巨大的应用价值，也可以说它是把握地形测量的根本性问题。通常情况下，立体式的测量有助于提高观察能力和测绘水平。使用空中三角测量法，不仅可以利用以较少的控制点，实现整个系统加密的过程，还能提高高程、平面位置的协同性和统一性，从而从根源上提升摄影质量和效率。基于三角测量技术的特点，它虽然能够减轻无人机测量的工作难度，但由于缺少行之有效的控制点，不能掌握更多、更好的控制点，其结果会受到一定的、直接的影响。基于此，技术人员可以运用更加科学的手段，编写应用程序，在保证测量精确度的同时，提升自动化效用。利用数据系统计算地形的准确位置，不断提高各个系统的效用，就能保障系统设置的科学性、合理性，从而更具效用地实现和完成内定向的工作。

3无人机摄影影像精度提升方法

3.1优化设备选型

航测无人机选型可按动力模式、飞行模式和起降模式进行分类。按动力模式分为油动无人机、电动无人机和油电混合动力无人机；按飞行模式分为固定翼无人机、旋翼无人机和固定翼与旋翼结合无人机；按起降模式分为垂直起降无人机、弹起伞降无人机和手抛起自动降无人机。相机选型应遵循以下原则：（1）当植被稀疏时，在满足地形起伏要求的情况下选择焦距最短的相机进行数据采集，因为在相同航高的情况下，单张像片实地覆盖面积大，相同面积所需的航线和像幅数量少，航飞摄影效率高；（2）根据地形起伏情况和无人机飞行航高范围选择相机焦距，其中地形起伏为相对起伏，即地形在摄影主光轴垂直面上的起伏，也就是说某测区地面倾角为40°的无起伏边坡，当航线走向及航线间坡度与测区一致且主光轴垂直于地表时，该测区的相对起伏为零；（3）优先选用带RTK功能的无人机。

3.2摄影分区和航线布设

航摄分区划分应遵循的四个原则：分区界线应与图廓线一致；分区内的地形高差不应大于1／6相对航高；在地形高差符合原则二且能够确保航线直线性的情况下，分区的跨度应尽量划大，能完整覆盖整个摄区；当地面高差突变，地形特征差别显著或有特殊要求时，可以破图廓划分摄影分区。航线布设应遵循的四个原则：航线一般东西平行于图廓线飞行，特定条件下亦可作南北飞行或沿线路、河流、海岸、境界等飞行；曝光点应尽量采用数字高程模型依地形起伏逐点设计（航向重叠度不大于65％时）；进行水域、海区摄影时，应尽可能避免像主点落水，要确保所有岛屿达到完整覆盖，并能构成立体像对；摄区边界覆盖要求航向覆盖超出摄区边界线应不少于两条基线，旁向覆盖超出摄区边界线一般不应少于像幅的50％，在便于施测像控点及不影响内业正常加密时，旁向覆盖超出摄区边界线不应少于像幅的30％。

结语

综上所述，无人机摄影测量技术在测绘工作中发挥着重要的作用，尤其在数字化地形测量工作中，提升了测绘工作的整体效率。因此，在未来地形测绘过程中，测绘人员需要引进无人机摄影测量技术，充分发挥此项技术的优势，推动城市化建设的快速发展。

参考文献:

[1]姚俊岭.无人机航空摄影测量在地形图测绘中的应用探讨[J].工程建设与设计,2018(4):267-268.

[2]张红利.无人机摄影测量在数字化地形测量的应用[J].居舍，2019（33）：192，197.