无人机测绘技术在地形测绘中的应用

无人机测绘技术在地形测绘中的应用

范青青张南文

   丽水市城建测绘中心有限公司    丽水市数字空间测绘地理信息有限公司

摘要：随着社会经济的快速发展和科技的进步，国内的无人机技术迎来了蓬勃发展的时代。研究和优化无人机航空摄影测量技术不仅为无人机技术的应用提供了基础支持，而且进一步推动了地形测绘的数字化水平和工作质量的提升。在过去，地形测绘往往需要大量的人力和物力投入，且工作效率较低。而通过将无人机技术和航空摄影测量技术结合运用，可以极大地提高地形测绘工作的效率和准确性。无人机搭载的高分辨率相机可以快速拍摄大面积的地形图像，并通过精确的航迹控制和图像处理算法，实现高精度地形测量。这种结合运用不仅可以减少人力投入，还可以缩短作业周期，提高工作效率。

关键词：无人机测绘技术；地形测绘；应用

1无人机航测技术概述

无人机航测技术是利用无人机设备搭载高分辨率相机和遥感控制设备，对测量地点的地形数据进行测绘的一种技术。这种技术基于无人机精确定位飞行、精准摄影功能、遥感控制功能以及GPS技术。相比其他测绘方式，无人机航测技术具有许多优点。首先，无人机航测技术无需太多地形支持，即使在复杂地形地区也能轻松展开测绘工作。其次，无人机航测技术无需申请批准，起降要求和飞行环境要求也不高，因此在实际操作中非常便捷。这些优点使得无人机航测技术能够快速且高效地完成测绘任务。在无人机航测过程中，遥感技术发挥了重要作用。通过遥感技术，可以根据实际情况对拍摄地点进行调整。这意味着，在实际操作中可以根据需要对航线和拍摄角度进行调整，从而获得更准确和全面的地形数据。总的来说，无人机航测技术在测绘领域具有广阔的应用前景。其优点包括高效快速的工作效率、适用于复杂地形地区的特点以及便捷的控制方式。与此同时，遥感技术的应用也能增加对地形数据的准确性和全面性。无人机航测技术的发展必将推动测绘技术的进步，并对相关领域的发展产生积极影响。

2无人机航测技术的优势

2.1测绘结果具有实时性

随着无人机技术的飞速发展，无人机航测在地形测绘中扮演着越来越重要的角色。无人机设备通过搭载精密的影像图拍摄技术，能够高空俯瞰地面，获取大范围的影像数据。通过这些数据，地形测绘师可以快速准确地完成地形测绘工作，为地理信息系统、城市规划、土地利用等方面提供基础数据。对比传统的航空测绘方法，无人机航测利用影像图拍摄技术具有更高的分辨率。无人机设备搭载的专业相机和传感器，能够捕捉到细节丰富的影像图。这为地形测绘师提供了海量的信息，使其能够更准确地进行地形地貌分析和测绘。同时，这些高分辨率的影像图还能够满足各种使用场景的需求，例如城市规划中对建筑物高度、土地利用现状等方面的准确需求。除了高分辨率的影像图拍摄技术，无人机航测技术还可以与遥感技术相结合，进行地形地貌缩放。通过使用多光谱遥感影像和激光雷达扫描数据，无人机航测可以实现对不同地区地形地貌的详细测绘。这种综合利用多种技术的方法，能够提高地形测绘的准确性和可视化效果，满足各种测绘工作的需求和要求标准。

2.2测绘结果精准度较高

随着科技的发展，无人机航测技术的应用逐渐成为地形测绘工作中的重要手段。相比传统的测绘方法，无人机航测技术具有更高的精准度和准确性。无人机航测技术的结果精准度更高。由于无人机搭载了高清摄像设备和GPS定位设备，测绘工作人员可以借助这些先进设备来获取更准确的地形数据。高清摄像设备能够捕捉到更多细节，GPS定位设备可以提供更精准的地理位置信息，这使得测绘工作的数据反馈更加准确。测绘工作人员需要根据无人机测绘技术所得到的信息进行数据处理。通过无人机航测技术采集的数据，测绘工作人员可以对地形进行三维建模、图像处理和数据分析。这些数据处理工作有助于更好地理解地形特征，提高地形测绘工作的效率和准确性。无人机测绘技术得到的信息资料准确度更高。无人机航测技术能够获取更广泛和全面的地形信息，包括复杂地貌、植被覆盖、水资源分布等。这份全面而准确的信息资料对于地形测绘工作来说具有重要意义，能够为工作人员提供更全面的数据支持。地形测绘工作所计算的地形资料和地形数据也更加准确。通过无人机航测技术获取的数据能够提供更精确的地形参数，如高程、坡度和坡向等。这些准确的地形资料对于土地规划、资源管理等领域具有重要的参考价值。

2.3提升测绘生活

无人机测绘技术是一种应用无人机进行地理测绘的技术，它可以帮助测绘工作人员对测绘地区的数据有明确的了解。通过无人机的高分辨率摄像功能，可以获得地理信息的高质量图像和数据。与传统的测绘方法相比，无人机测绘技术具有显著的优势。无人机测绘技术提供了明确的比较依据，可以帮助测绘工作人员对测绘地区的数据进行有效的比较和分析。传统的测绘方法往往需要人工测量，时间周期较长且精度较低。而无人机测绘技术可以在短时间内完成大面积地理信息的采集，并且在采集过程中可以实时进行数据处理和分析。这不仅提高了测绘分析工作的效率，还大大提高了测绘数据的质量和精度。通过无人机测绘技术，地形测绘图的可靠性和精准度得到了显著的提升。无人机具有避开障碍物、飞行稳定等优势，可以在复杂的地形和环境中进行测绘。借助无人机的高分辨率摄像功能，测绘人员可以获得更清晰、更全面的地图图像和数据。同时，无人机测绘技术还可以利用多光谱和热红外等传感器进行特定领域的测绘，如农业、环境保护等，进一步提高了地理信息的获取和分析能力。

3工作流程

3.1准备处理

无人机航拍是一项重要的测量技术，在工作开展前需要进行充分的准备工作，以确保设备正常使用和航拍质量。在工作开展前，需要进行资料收集和设备检测分析。资料收集包括收集现有资料，如基础资料信息、地形图信息和卫星影像资料信息，以帮助绘制航拍计划和确定测区边界。同时，还需要检测相机和其他设备，确保它们正常工作。这样可以避免在航拍过程中出现设备故障导致数据丢失或航拍质量下降的问题。加深对测区地理位置和实际情况的了解和掌握也是准备工作的重要部分。对于不熟悉的测区，可以通过实地勘察、了解当地的地理环境和人文特点，以及和当地相关方进行交流，获取关于测区的详细信息。这样可以帮助制定更精确的航拍计划，并在飞行过程中更好地应对各种情况。相机校验也是航拍前的关键步骤。相机校验是为了掌握方位元素和畸变参数，以避免在航拍过程中出现图像错位或畸变的影响。通过对相机的校正和标定，可以提高航拍图像的准确度和质量，确保获取到可靠的测量数据。相关设备还需要接受检查验收。在无人机航拍前，需要对无人机和其他相关设备进行检查，以确保其工作正常。例如，检查无人机的飞行控制系统、电池容量以及电池充电状况等。这样可以避免在航拍过程中由于设备故障导致航拍任务无法完成的情况。

3.2航摄

使用无人机进行数据采集。无人机具有灵活性和高效性，可以快速覆盖大面积的地理区域，并且在飞行过程中能够实时监测和采集各种地理信息。同时，无人机还能够携带各种传感器和设备，用于采集不同类型的数据，如地形地貌、植被分布、气象数据等。数据处理和分析。通过专业的遥感软件，将采集到的原始数据进行处理和分析，提取有用的信息和特征。这些处理和分析结果可以用于制作地图、进行环境评估、进行资源调查等。报告和可视化呈现。根据需求，将处理和分析的结果进行整理和汇总，生成报告和图表，以直观的方式展示地理信息和研究成果。这些报告和图表可以用于科研论文、决策支持、环境保护等方面。

3.3影像获取

无人机起飞前的检查是非常重要的环节，按照现有规范要求进行各项作业内容的落实，可以确保无人机的安全性和稳定性。在起飞前的检查中，需要对无人机的性能和质量进行严格的检查和分析。这包括对GBOX状态、相机、跟踪器、升降翼、发射架以及空速反应和飞机定位等方面进行检查。只有确保这些设备和系统的正常运行，才能保证无人机的安全起飞。一旦无人机起飞，它需要按照预先规划好的线路飞行。这样可以加强测区内数据采集的准确性和齐全性。同时，地面站也需要对飞机的飞行状态进行监控，确保飞行速度、高度和状态的正常。一旦发现异常情况，地面站需要快速上报，以及时解决问题并保障飞行安全。在数据整理与检查的环节内，需要对拍摄数据进行核对和处理。这样可以确定是否存在漏拍的情况。同时，还需要检查影片的清晰度。如果有不清楚的信息，需要及时进行补拍，以确保数据的准确性和完整性。

4无人机航测工作的测绘技术要点

4.1控制无人机的飞行姿态

无人机是一种越来越广泛应用于航测工作中的工具，其飞行姿态对于所拍摄到的内容具有直接影响。航测数据是进行地形绘图工作的重要依据，因此测绘工作人员需要控制无人机的飞行姿态，以确保平衡和稳定的飞行状态。在进行航测工作之前，首先需要完成无人机测绘设备的安装，并确保设备不会出现故障，以保证航测工作的顺利进行。同时，为了保证拍摄工作处于最佳状态和位置，需要捕捉和确认无人机的飞行定位信息。测绘工作人员还需要确定测绘地点的天气环境。一般来说，晴朗的天气是完成航测工作的最佳选择，因为在晴朗天气下，无人机的拍摄结果更加清晰和准确。然而，如果测量地点存在刮风问题，测绘工作人员需要多次调整无人机的飞行状态，以完成预定的航线。无人机的飞行姿态对于航测工作至关重要。测绘工作人员需要掌握控制无人机飞行姿态的技巧，确保平衡和稳定的飞行状态。此外，安装测绘设备并保证其正常运行，捕捉和确认飞行定位信息，以及选择适宜的天气条件也是完成航测工作的重要步骤。尽管在面对刮风等不利天气条件时可能会遇到挑战，但通过多次调整无人机的飞行状态，测绘工作人员仍然可以完成他们的任务。

4.2优化无人机航线设计

航线设计对无人机航测结果的准确度具有直接影响。在进行航测任务前，需要对测绘任务的需求进行分析，并且据此设置飞行路线。在设计航线时，需要确保航测目标物均匀地分布在整个飞行路线上，这样可以保证得到更全面的测量结果。同时，为了提高测量的准确性，还需要确保测量地区的地形高度差在航线高度的1/6范围内。另外，还需要调查航线中的地点，以确保无水点的存在，并且尽量避免最小的侧风对飞行的影响。此外，还要考虑天气条件对飞行控制和测量工作的影响，以确保安全和准确性。最后，还需要确保拍摄间距和航线间距在合理范围内，以保证得到高质量的航测结果。总之，航线设计是保证无人机航测准确度的重要环节，合理的航线设计可以提高测量结果的准确性和可靠性。

4.3对镜头进行严苛检验

无人机航测是一种快速高效的测绘方法，但在这一过程中，常会出现影像图存在畸变问题，特别是在偏远角落，这一问题变得更加明显。为了提高测绘工作的准确性，测绘工作人员需采取一系列措施来修正影像图的变形位置。测绘工作人员需要对航测数据进行检测，发现影像图中出现的畸变现象。畸变的原因可能是多样的，包括图像拍摄时无人机的姿态、飞行高度、光照等因素的影响。通过对数据的分析和比对，测绘工作人员能够定位到影像图中出现明显变形的位置。需要对这些变形位置进行修正，以提高影像图的准确度。修正的方法可通过使用成熟的图像处理技术，如数字图像纠正算法。此类算法可以根据图片中单位位置之间的相对大小和几何特征来纠正畸变。使用这些算法，测绘工作人员可以准确地修正影像图中存在的畸变问题。除了定期修正影像图的畸变位置外，测绘工作人员还需要重视测绘镜头问题。航测设备的镜头质量可能受到震动等原因的影响，进而导致测绘镜头的参数发生变化。为了保证数据的准确性，测绘工作人员需要定期对设备参数进行检验，并纠正存在问题的数据。

4.4科学设置像控点

无人机航测工作是一项精密而复杂的任务，需要拍摄大规模的影像资料。在这个过程中，部分资料会出现重叠，这为后续的数据处理和图像重建提供了更高的准确性和可靠性。为了提高工作效率，测绘工作人员必须科学地设置无人机的航线和像控点。设置像控点是确保航测数据精度的关键步骤之一。在进行像控点设置之前，测绘工作人员需要仔细分析测绘地区的地形情况，并综合地形特征进行设置。这意味着他们需要了解地势的起伏、地貌特征以及其他地物的分布情况。通过仔细地评估这些因素，他们可以合理地确定像控点的位置，以保证测绘数据的准确性和完整性。像控点的设置需要满足测绘影像六度重叠的标准。这意味着每张测绘影像与相邻影像之间的重叠部分应该达到六分之一。这样做的目的是为了确保后续数据处理和图像拼接的准确性。只有在满足这个标准的情况下，测绘工作人员才能获得清晰、无接缝的图像，减少数据处理中可能产生的误差。无人机航测工作的关键点包括拍摄大规格的影像资料，重叠部分的出现，科学地设置航线和像控点以提高工作效率，分析地形情况并综合地形特征进行像控点设置，确保满足影像六度重叠标准。这些关键点的合理应用，将保证无人机航测工作的准确性和可靠性，并为后续数据处理和图像拼接提供良好基础。

4.5补测

无人机测绘是一种高效、准确的测绘方式，但在实际应用中，由于某些因素的影响，导致所获取的影像数据存在问题。其中，高度过高或飞行速度过快会导致影像数据模糊不清或出现较大偏差。为了解决这一问题，可以采取补测方式来清晰还原影像数据，优化测绘数据的质量。在进行补测环节之前，工作人员需要进行一系列的准备工作。首先，需要确定补测区域的位置和面积，了解区域的地形情况，包括山脉、平原、湖泊等地形特征。这样可以帮助工作人员制定补测的计划，并避免因地形复杂而导致的盲点问题。工作人员需要规划无人机的航飞路线，确保全面覆盖补测区域。同时，也需要注意在飞行过程中减少各种盲点的出现，以避免影像数据缺失或偏差问题。在制定航飞路线时，可以充分利用无人机自身的性能优势，如灵活机动、高精度定位等特点，来完善补测作业内容，提高测绘数据的准确性和齐全性，并降低意外问题的出现概率。并非所有情况下，无人机都能够进行有效的补测调查。当面向测绘项目的区域被大量覆盖且地形复杂时，无人机往往难以达到要求。这时候，人工测绘就成为一种改善数据的方法，通过人工操作来获取准确的数据，并提高数据的可靠性。

5结论

总而言之，无人机技术的应用对地形测绘领域的发展具有重要意义。通过研究和优化无人机航空摄影测量技术，可以进一步提高地形测绘工作的水平和质量，推动地形测绘数字化的进程。无人机技术的应用也为地形测绘工作带来了新的适用性和效益，为相关行业的发展提供了全新的机遇。相信随着无人机技术的不断进步和创新，地形测绘工作也将迎来更加美好的未来。

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