无人机摄影测量技术在数字化地形测量的应用初探

无人机摄影测量技术在数字化地形测量的应用初探

吴庆忠

广州市城市规划勘测设计研究院（510030）

摘要：无人机在功能、尺寸上都十分特别，且在进行小面积和比例尺数字化地形测量中优势显著。同时，因为无人机体积小，造价低，对其进行应用，具有不错经济效益，因此，无人机摄影测量技术深得人们喜爱。在本文中，首先简要概述了无人机摄影测量技术和其特点，并对其在数字化地形测量中的应用进行了探讨，仅供参考。

关键词：无人机摄影测量技术；数字化；地形测量；应用

一、无人机摄影测量技术概述

无人机摄影测量技术简称“无人机航测”，主要利用先进的飞行设备升入高空，从空中完成摄影，从而帮助地形测量提高测量结果的精准程度。无人机摄影测量技术是传统航空摄影测量技术的有力补充，增强了自身机动性、灵活性以及精准性，降低造价成本的同时提高了测量效率，为地形测绘工作提供可靠的技术支撑。无人机航测作为新时代产物，自身具备机动灵活、高效快速、精细准确、作业成本低、适用范围广、生产周期短等技术优势，可作业于困难度较高的小型区域，快速获取高分辨率的地形影像，保质保量的完成地形测量工作。随着无人机与数码相机等科技产物在当前社会中的普及应用，为无人机航测技术提供了良好的发展环境。截至目前，无人机摄影测量技术已经逐渐凸显出独特的技术优势，领先于其他的地形测量技术，无人机与航空拍摄之间的有机融合形成了一种崭新的、高效的地形测量手段，成为国内最先进、最精准的测量方法。为了响应国家对社会整体的现代化发展号召，地形测量领域努力朝向“无人机数字低空遥感”发展，并在救灾、治安、交通等领域投入使用。

二、技术应用特点分析

1.可靠性

无人机设备在运行阶段，其通常是处于低空飞行模式，飞行高度数值显示为50~1000m。因此，这种技术应用属于近景摄影测量，其精度也会达到亚米级别，整体摄影过程中，其精度范围控制主要是在0.1~0.5m，因此这一精度数值与数字化地形测量工作开展要求相适应。在设计无人机技术系统过程中，在测绘阶段，设备可以按照相应测绘要求，具备科学化，同时全面完成飞行过程中的制作工作，工作内容主要是飞行路线以及航拍点的布设。在实际摄影拍摄过程中，可以完成可视化操作过程，结合地形特点实现整理工作全面化。在经过测绘拍摄后，图形可以制作成数据，更加直观地展示给工作人员。其中需要引起工作人员注意的是，这一技术可以开展补拍工作，工作人员可以利用电脑设备重现飞行的过程，因此及时确定拍摄过程中不够完善的位置，找出需要重拍的位置，可靠性特征得以凸显。

2.灵活性

在实际航拍作业中，飞行模式主要是选择低空飞行模式，主要原因是在申请飞行地域上较为方便，受到气象因素干扰较小，在具体测绘工作开展过程中，获取的测绘精度数值较高。设备在起飞阶段以及降落阶段，其在场地要求方面限制较小，相关工作人员操作过程中，需要经过平整路面，因此确保起降过程的有效性，以此可直接获取影像，过程中不需要综合性分析飞行员的实际飞行安全性问题，因此飞行人员可以真正投入测量工作中。相比于传统化的测量方式，这一测量技术在不同方面感受到先进性，也开始现阶段数字化地形测量工作中亟须投入使用的技术，起着关键性作用。

3.安全性

我国土地资源雄厚，地形本身具备复杂性，国土面积辽阔，在多数区域存在积雪或者是云层等外在因素问题，对采集卫星遥感数据产生直接性影响，具有限制性。传统地形图测量，使用的测量措施具有复杂性，地形特征会造成现有地质科研人员以及驾驶人员等实际工作中受到外界因素影响，同时也会产生多样化的问题。但在整体测量工作中，应用无人机摄影测量技术，这一设备可有效解决这一问题，拍摄过程中避免地形限制，相比于传统测量手段，其成像质量以及精确度均较高，无人机摄影测量技术在数字化地形图测量过程中应用范围较广。

三、无人机摄影测量技术在数字化地形测量之中的应用

1.航空测量摄影中的应用

现如今，航空摄影测量技术的作用越来越明显，在航空测量之中，随着无人机测量技术的不断发展，其各项功能的发挥，促使在复杂环境中的成像任务与数据转化作业得以切实实现。此外，立足于摄影系统与GPS定位系统，能够有机整合所获取图片及位置等数据信息，促使图像内容更加丰富。对图像绘制与合成等相关技术进行应用，以此来整合基础数据信息，并对有关信息处理系统进行利用来开展深入加工，促使所获取的影像数据更加具备精确性。如此一来，能够有效地把控一些复杂、特殊的环境，并且对于测量结果准确性的保证有着重要作用。

2.无人机摄影测量的像控点布设

在开展数字化地形测量期间对无人机摄影测量技术进行应用，为了能够更加准确地判断布控点的位置，对立体进行准确丈量，需要明确实际布设的像控点。实际布设期间，应确保互通共用。通常情况下，主要是在无人机航行方向及旁向的5-6片堆叠范围之中进行布设，点与相片边际之间应控制1cm或1.5cm，对综合成图的方式进行利用来对操控点进行设置。假如在对海拔比较高的地区进行测量时应用无人机摄影，高程控制点应尽可能地设置在高程起伏相对比较小的位置，并且最好是位于线状地物之间的交点。同时，在此期间，需要注意的是，在对像控点进行布设的时候，应该尽可能地对陡峭的山顶、崎岖的斜坡等位置进行避开，如果部分点的布设条件与像片要求出现冲切的话，就需要重新考虑点位的布设。

3.空中三角测量

此项技术的应用范围是比较广泛的，而且自身的价值程度也是相对较高的，一般来说，此项测量技术是对整个地形测量问题解决的最有效的办法。对于立式测量的技术来说，其观察的能力相对较强，可以提升测量的水准，不过在其使用的过程中还有着一定的问题无法进行有效的改善，不过对于空中三角测量技术来说，其能够避免数量过多的问题出现，还可以保证体系自身的加密目标实现，在一定程度上对平面以及高度进行有效的融合分析和研究，在根本上对摄影测量的工艺进行品质的提升，保证其相关工作人员的工作成效。对于此项技术的特点来说，可以避免无人机测量难度的提升，不过自身控制点的数量不够多，对于控制点相对较多的位置使用此方法就会产生更多的问题。

4.绘制地形地图

绘制地形地图是无人机设备的主要工作环节。为了保障地图绘制的精密度，有关人员需要深入研究数字化技术。在适当、适宜的条件下，利用航空拍摄法，不断优化清晰度、比例尺，逐步提升拍摄的全面性。例如，在对河流、水库、湖泊进行测量时，可以采用航空摄影测量法。通过直接观察测量目标，直接运算测量数据，进而得出更准确的测量结果。为了提升地图绘制的技术水平，有关人员还需要从无人机的工作原理、测量的方式方法、系统运用的有机结合以及地图、地形绘制工作思路等方面入手，不断优化信息数据，在最大限度上提高图像地形和数据地形的统一。

结语

综上所述，无人机航测技术对地形测量的数字化发展意义重大，起到至关重要的作用，应用实例精度检查结果表明，利用无人机进行数字化地形测量的精度满足规范要求，为此测绘单位应积极响应国家号召，推动地形测量的数字化与现代化发展，及时调整传统的地形勘测手段，结合地形测量的实际开展情况，制定科学高效的测量方案，从而持续增强地形测量的现代化发展特征。

参考文献：

[1]谢运广.无人机倾斜摄影测量在大比例尺地形图中的应用和精度分析[J].测绘与空间地理信息,2021,44(03):195-197+200.

[2]张英杰.测绘工程中无人机摄影测量技术运用分析[J].居舍,2021(07):41-42.