无人机倾斜摄影测量在地形图测绘中的应用

无人机倾斜摄影测量在地形图测绘中的应用

李长宝

黑龙江汇智测绘有限公司         150030

摘要：无人机摄影测量、遥感等新技术已广泛应用于地理信息、灾害监测和测绘领域。在技术测量和制图方面，使用空中监视技术可以超越传统的景观、天气、人为因素和其他问题。在复杂的矿山、铁路、山区等环境条件下，它可以减少地形测绘误差，提高精度和作业效率。由于航拍技术在地形图上的应用日益增多，项目施工期间的测绘人员必须拥有专门的测绘技术来分析和处理数据，确保获得的数据真实反映该地区的整体情况，减少环境因素对地形图数据采集的影响，确保无人机技术的科学性和效率。

关键词：无人机倾斜摄影；测量；地形图测绘；应用

前言：在无人机技术发展的背景下，无人机倾斜摄影测量已广泛应用于环境监测、灾后救援、地籍测量、地图测量等领域。大比例尺地图是选址、设计和工程规划的主要来源，地形图测绘时信息量大，精度可能直接影响到一个项目的质量。无人机倾斜摄影测量技术用于大比例尺地图的测量和展示，不受地形和气象环境的影响，能够快速、准确地获取区域测量信息。在这项技术的实际运用中，我们仍然需要将重点放在设计、数据处理和分析上，以提高地形图的价值。

1无人机倾斜摄影测量的优势

1.1实现多角度拍摄

无人机倾斜摄影测量最重要的特点是它可以从多个角度拍摄，也就是说，它不仅可以做垂直摄影，还可以边拍摄边倾斜。这种摄影方法是在飞行过程中根据无人机的角度拍摄目标。与传统摄影相比，这是一个非常突出和重要的优势，不容忽视。

1.2综合数据收集

根据传统的摄影方法，目标没有严重变形，图像和物体的分辨率也没有太大变化，但在使用倾斜摄影技术时，发生了非常严重的变形，分辨率变化太大，这直接影响了匹配场景的效果。因此，为了更好的解决这个问题，人们研究出了密集匹配的技术，按照大量的数据对图像的内容进行细化处理，能够得到更多的目标区域信息，同时结合多维度匹配处理，去建设一个测绘对象的三维模型，给高精度绘制地形图提供基础。

1.3能够构建三维模型

使用倾斜摄影处理收集的图像数据后，您可以创建3D模型，处理获得的多角度信息数据，然后基于大型基础数据创建3D模型。基于此，我们还可以更改建模方法，使用纹理或软件创建3D模型。总的来说，无人机倾斜摄影比传统摄影更方便和有效。

2无人机摄影测量技术在地形图测绘中的应用

地形图测绘所运用的无人机倾斜摄影测量技术方法及方式较多，下述从大比例尺地形图的测绘工作出发，阐述一种常见的流程思路。

2.1无人机倾斜摄影

在无人机倾斜摄影测量中，使用的无人机要求自带一体化数码相机。技术流程如下：

（1）明确航摄设备相关参数

所用无人机自动非量测型高分辨率数码相机，四轴飞行器最大速度72km/h、最大续航时间0.5h，航摄像机拥有5742×3648像素，相机镜头焦距8.8mm、传感器尺寸13.2×8.8mm。飞行方向定为前、后、左、右、下，据此获取倾斜影像。

（2）着手进行航空摄影测量

确定航摄分区情况，依据区域大小、天气、地形等。按照设计线路、河道等方向，合理开展航线敷设工作。

确定航摄地面分辨率，确保分辨率满足相应比例尺地形图成图需要。如：1:1000地形图地面的分辨率，按要求优于0.08m，据此进行后续测量事宜。

确定航摄地面航高。依据公式（镜头焦距用f来表示，地面分辨率用GSD来表示，像元尺寸用a来表示），计算摄区最高点与最低点。

保证飞行质量。具体要求有：处于同一航线上的相邻相片实际航高与设计航高差不得大于50m；航向与旁向重叠率分别不小于70%、60%；航向与旁向覆盖超出摄区边界线分别不得少于2条基线、像幅的50%。保证主要影像质量。具体要求有：像点位移最大不超过1.5个像素；拼接影像应避免出现重影、错位、模糊的问题；影像色调柔和、层次丰富，可建立清晰的立体模型；影像所存在的缺陷不得影响立体模型的测绘。

2.2布设与测量像控点

（1）像控点的布设

按照“航向及旁向间距不超过500m”的原则要求，合理布设平高像控点。

确定像控点点位选设要求。具体要求有：像控点离开方位线的距离要大于像幅宽的20%，以旁向重叠的中线附近为像控点选设最佳位置；保证像控点目标影像清晰，点位目标应不选用阴影处、弧线地物。

明确像控点刺点。运用Photoshop软件，建立目标影像的点位、圆环、备注图层，分别在三项图层上标记精确点位、绘制圆环、书写点名和信息。制作地标点。在地面空旷处撒制白灰，确定地标点范围。绘制“L”形的不小于1.0m单边长度线条，在“L”形拐角之外角处确定测量位置。

（2）像控点的测量

按照图根点精度要求，运用GPS-RTK作业方法，对坐标、高程值进行测量。

2.3航摄内业数据处理

（1）空中三角测量

借助光束法区域网整体平差方法，自动完成空三解算，并在所选坐标系中导入相应像控点。在测量过程中，所得空三精度平面与高程最大误差的衡量，需要保证处于规定限差范围内，避免影响测量精度。

（2）制作实景三维模型

计算任务量较大，分割摄取来提高数据处理速度，按照多个模型单元来处理，并以空中三角测量计算成果作为数据源。根据航摄获取的影像数据，制作可还原地物形态、纹理、空间位置的实景三维模型成果。

（3）制作正射影像图

待输出测区分块后，形成由多个分块组成的DOM图。结合三维模型数据，使用ArcMap软件，完成DOM的拼接任务。

2.4绘制地形图

关于地形图的绘制，按照所需比例尺地形图规范要求，描述地物、地貌的平面位置与高程，往往需要依据规定的符号及表示方法，并在线画图中表示相关要素，如交通、水系、植被、高程等。下述介绍绘制地形图最为关键的地貌高程点数据、地物数据的采集事项，具体如下：

（1）采集地貌高程点数据

运用二三维联动一体化测图模式，在三维测图模块上加载实景三维模型，据此完成如平地、丘陵、山地等高程点数据的采集工作。

（2）采集地物数据加载数字正射影像DOM图，采集如平地、丘陵、山地等地物数据，明确地物要素与地貌要素。随后导入高程数据，据此满足地形图成图需求，完成数字地形图的绘制，检验地形图精度，达成地形图绘制目标。

结束语：

通过上文的详细分析和阐述，我们可以知道，在地形图测绘中，无人机倾斜摄影测量技术的适用性较好，可有效弥补传统全野外地形图测绘方法的不足，便于收获精密度与准确度更高的地形图测绘结果。为了提高地形图测绘的综合质量，充分发挥无人机倾斜摄影测量技术优势，分析地形图测绘精度影响因素，按照倾斜摄影测量技术规范流程进行测量，构建无人机倾斜摄影系统，并做好后期处理及成果精度对比，切实保障地形图测绘工作质量，进一步提高地形图测绘结果的可信度，使得无人机倾斜摄影测量技术在地形图测绘工作中的应用效果为最佳。

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