无人机航空摄影测量技术的应用分析

无人机航空摄影测量技术的应用分析

姚姝娟

内蒙古自治区测绘地理信息中心，内蒙古呼和浩特， 010010

摘要：随着轻型化小型化无人机的普及，利用无人机进行航空摄影测量也变得更为便捷，本文在介绍了无人机航空摄影技术的概念和优势基础上，对无人机航空摄影测量在等方面的应用做了探讨。

关键词：无人机；航空摄影；应用

引言

1. 无人机航空摄影技术概述

无人机航空摄影技术是以无人驾驶飞机作为空中平台，以机载遥感设备，如高分辨率CCD数码相机、轻型光学相机、红外扫描仪，激光扫描仪、磁测仪等获取信息，用计算机对图像信息进行处理，并按照一定精度要求制作成图像。它最突出的特点是集成了航空拍摄、遥控、遥测技术、视频影像微波传输和计算机影像信息处理的新型应用技术，进一步补充了卫星遥感和传统航空遥感测量技术的不足，如遥感技术无法在小范围和零散区域获得数据等缺陷。利用无人机获取高分辨率、高重叠度的影像数据进处理，从而获取地形图。

二、无人机航空摄影测量技术特点

（1）作业成本相对较低

常规地形测绘主要采用全站仪和RTK相结合的全野外数据采集作业模式，通过人工操作进行外业数据测量和内业地形图绘制，人工成本和时间成本占很大比例。在测区地域范围较大的情况下，需要连续多个工作站进行实时测量，投入较大，测量时间较长。与传统的测绘技术相比，无人机航空摄影技术速度快、设备简易、投资小，无需操作人员掌握丰富的操作经验，系统后续维护和保养比较便捷，无人机航空摄影系统操作特性，拓展了无人机摄影的应用范围，减轻操作人员的工作压力和工作负担，不易出现操作事故，在很大程度上提升了无人机航空摄影的工作效率

（2）测量区域广，不受环境限制

常规的地形测绘技术，受天气影响较大，如阴雨天等，卫星定位系统识别率相对较低，以及人类无法在特定环境或地域工作的许多地方，无人机都能胜任。无人机航空摄影技术只需远距离遥控飞机，飞行期间对地形或被侦测地物进行实时连续拍摄，再由计算机软件进行处理，整个过程不受环境影响，测绘工作自由度较高。此外，无人机的飞行范围在500到1000m左右，摄影测量精度可以达到亚米级，人机航空摄影测量技术的测量效果比较明显，具有小面积、高精度等优势，还能够获取特殊区域的影像资料。

（3）分辨率和测量精度高

在传统的测量工作中，普遍应用卫星光学遥感摄影技术、普通航空摄影技术，易受云层的影响，造成摄影效果失真的现象。无人机具有低空飞行优势，其能够避开云层的干扰，弥补了卫星光学遥感和普通航空摄影经常受云层遮挡获取不到影像的缺陷，可获取比卫星遥感和普通航摄更高分辨率的影像。除此之外，在获取测量信息的过程中，普通的摄影技术和外形遥感摄影技术极易受高层建筑物的影响，而无人机具有灵活的低空倾斜摄影技术，在获取资料和信息时不会受外界环境的干扰，这样就能够获取高分辨率的影像资料。

（4）灵活性、安全性

无人机航空摄影测量技术无需测量技术人员亲自进行手工测量，在很大程度上提升了测量技术的使用安全性，在使用安全性的基础上，这项技术应用还比较灵活。在实际应用过程中，不易受外界自然因素的影响，能够确保无人机航空摄影测量的精度，在环境因素、气候因素的影响下，都不会出现测量结果误差过大的问题。除此之外，无人机航空摄影测量技术的测量区域不受限制，在山区和平原地区都能够有效地完成测量任务。

二、无人机航空摄影测量的典型应用

（一）城镇地籍测量中的应用

（1）摄影控制点测量及布置

第一，在无人机航空摄影测量过程中，需要了解试验地的实际情况，明确其中的摄像控制点，确保摄像位置地势平缓，减少高层建筑物带来的影响，提高摄像结果和测量数据的精确度。

第二，在控制试验地摄像点的过程中，需要确保控制点周边区域交通系统的便捷性、通畅性，并与高电磁辐射源头保持安全距离，一般无人机航空摄像点和强电磁辐射源位置需要超出五度重叠。

第三，测量技术人员需要在试验点周边区域，设置相应的区域网，将其作为摄影辅助，并在实际摄像过程中，摄像控制点必须按照航线前进方向设置，两个相邻摄像控制点距离必须在200m左右。在设置点位的过程中，测量技术人员需对点位具体位置做出明显标志，可以使用蓝色、红色等明显的颜色。

第四，测量技术人员可以将CORS网络的RTK技术作为辅助，反复测量不同测绘点摄像的像素点，测绘参数值在3cm范围内，并做好平均值计算。

（2）优化DLG精确度方法

在实际测绘工作中，技术人员需要收集外业的作业点，确保其具有一定的测绘特征，在这一过程中，地籍测绘工作部门需建立完善的立体模型，做好各项数据处理工作，将观测地面物质和摄像点位进行有效融合，提升测绘数值计算的精确度，减少计算误差问题的出现，为地籍测绘工作的顺利实施提供支持。

除此之外，测绘技术人员表需要推进DLG无人机航空摄影测量工作，有效地控制光标切准的误差，一般误差标准必须控制在8cm范围内，提高地籍测绘图像定位的精确度。

（二）地形测绘中的应用

（1）像片控制测量

第一，像片控制测量以测区的平面和高程控制点为基础，采用地形测量的方法，在像片的规定范围内联测出像片上明显地物点的坐标，并在实地把点位准确刺到像片上的整个作业过程。

第二，图像控制点的设置要做到互通共享，一般应将图像控制点设置在无人驾驶设备的行驶方向，同时要保证图像控制点与图像控制点的距离在1.5厘米以上。

第三，如需测量较高高度的场地，需设定高度控制点，高程点设置在起伏较小的地区，保证控制点与线状地物之间的焦点处于最佳状态。如发现场地条件与影像要求有冲突，则需重新规划和设计布置位置。

（2）空中三角测量

空中三角测量也叫空三加密，主要目的是为缺少野外控制点的地区测图提供绝对定向的控制点和像片定向参数。根据少量的野外控制点坐标为依据，采用严密的数学模型，按最小二乘法的原理，在室内进行控制点加密，求得加密点的高程和平面坐标的测量方法。这种加密方式不触及被量测目标，不受通视条件限制，节省野外测量工作量。

（3）外业调绘和数据补测

外业调绘是用规定的符号标注地物地貌等地理要素，通过计算机相关应用软件综合处理，来弥补航空摄影成图时由于各种原因造成的实际地物“身份”不明和影像上新增地貌地物缺失等问题，并对其进行必要的补测和注记，来完善测图成果。外业调绘分为先外后内和先内后外两种，先内后外的方式通过对无人机航空摄影测量数据和绘图数据进行详细的对比分析，减少了野外测绘的工作量，提高了成图效率，降低了生产成本，备受测绘地理信息工作者的青睐。

结语

和其他技术不同，无人机航空摄影测量技术是当前社会发展过程中的新型测量技术之一。其成本低、效率高、高精距度、高速度以及机动灵活性等优势，未来在各行各业中都会有更好的应用价值，因此，开发可靠性更强，适用条件更多，处理能力更高的无人航测设备是未来的重点发展方向。

参考文献：

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