大比例尺地形圖中無人機低空攝影測量系統的應用探討

（韶關市國土資源技術中心 廣東韶關512026）

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我國經濟的迅速發展一定程度上促進了測繪的發展，作為我國經濟建設中的基礎性行業，測繪行業對經濟建設以及整體經濟發展起到重要的作用。本文以無人機為實例，結合多個方面研究無人機低空攝影在大比例是地形圖繪制中的應用，并且就無人機低空攝影測量系統在大比例測量圖中的精確度進行分析。

大比例尺地形圖無人機低空攝影測量系統應用

測繪行業作為國民經濟建設的基礎性行業，對于數據的快速準確獲取是大家關注的重點問題。我國現行的航空攝影測量技術進行小面積地域測量會花費較大的測量成本。無人機的出現解決了低空攝影測量問題，主要在于無人機具有多方面的測量優勢，不僅測量成本低，以緩慢的飛行速度能夠清楚的拍攝較多的測量范圍，同時無人機的靈活性較強，能夠快速、高效的獲取高精度低空影像，從而提升整個測繪成果的有效性。此外，無人機攝影經過處理之后那些高精度的影像可以在城市規劃建設、城市重大工程項目的實施以及國土資源開發等眾多領域中應用，對于測繪行業的發展以及我國國民經濟的建設具有很大的幫助作用。

1 無人機低空攝影測量系統的組成分析

無人機低空攝影測量系統主要有三個部分組成，分別是無人飛行器、攝像處理軟件以及數字測圖系統三個部分組成。

其中無人飛行器的設計是通過采用獨特的輕量化機身設計方式進行設計，機身的載重量為2千克，機翼長度為100厘米。其起飛的形式主要采用彈射架的形式進行起飛，采用硬著陸的方式來降落，起降場的選擇也往往比較簡單，系統有效結合了傳統攝影測量技術以及測繪高新技術，可以測量到普通航空難以測量到的區域和位置，尤其是對于小區域的測量具有很高的性價比，具體的比例尺數據如下表所示：

表1

現代航測中的無人機影像處理軟件基本都是全數字化測量系統，能夠對現有的數碼相機影像、航攝相機影像等進行綜合處理，這種軟件在普通飛機航攝以及無人機航攝中都能夠廣泛適用，通過多種匹配方式可以構建空中三角測量網，結合空中遙感的低分辨率影像實現航測的高精度定位。該軟件系統的功能比較齊全，常見的功能有三角測量功能、自動生成功能以及相機效驗等功能。這些系統在應用過程中具有如下特點，無論是傳統的大飛機影像數據還是無人機影像數據，都能夠進行有效的處理，并且系統本身還支持GPS下的空三解算，還能夠對大量的數據進行自動化處理和匹配，該系統對硬件設備的配置要求較低，使用普通電腦就能夠實現空三計算。數字測圖系統的應用能夠有效的提升測量效率，大大的節省了人力資源以及物力資源，能夠提高地圖測繪的準確性。

2 無人機低空攝影測量系統在大比例地形圖中的應用

2.1 航空攝影和像片控制的實現

航空攝影作業的實施主要使用無人機航攝系統外搭載數碼相機進行作業，對于地面分辨率的確定可以根據項目要求的比例尺來確定，航高在最后再進行確定。像片控制主要分為兩個部分進行，首先應該布設像控點，相控點的布設主要在航線方向上按照10—15條基線進行布設，在旁向上按照規定的基線進行布設。像控點的布設需要能夠有效地控制住成圖的范圍，才能夠對測量段的銜接區域提供保障。像控點應該限制在航向有機旁向重疊的區域內，并且把握像控點的編號原則，在布設好像控點之后再繪制布點示意圖進行存檔，略圖需要完整的說明，并且與實地的位置保持一致。像控點坐標的測繪可以使用全站儀或者是一些常規的儀器進行測繪，精度以及施測要求應該按照航測的具體規范執行，測量中采用雙頻GPS接收機。

2.2 影像的預處理與編輯制作

無人機在航拍時其航攝系統可以與數碼相機進行搭載，但是相機性能往往會對測量值的精確度造成影響。如果沒有對航攝影像進行處理，其畸變差就會顯示較大，無法在后期空三測量階段直接應用。因此，當攝像進行空三加密之前，需要對畸變差進行更改，如果沒有室內或者是室外高精度效驗場輔助的情況下，鑒定報告的選擇通常是采用非量測數碼相機提供的報告，并且利用DPGrid系統所提供的技術對小幅影像畸變差進行矯正。影像的編輯制作分為多個步驟，首先應該根據空三加密成果，對無人機航攝所得的原始影像進行重新采樣，使原始影像生成核線影像，然后采用自動匹配的方式讓系統自動匹配三維離散點，從而得到拍攝區域的DSM，通過自動濾波的方式方可得到DEM，這種方式得到的DEM精度沒有很大的保障，因此需要對DEM進行相應的編輯，才能夠提升其精度的準確性。通過對DOM以及DEM的校正就能夠得到完整的區域地圖，然后將整個區域導入相關軟件中進行測圖，最終會生成系統的地形圖。

無人機對大范圍的地形圖進行測制，其便捷、快速、準確的優勢特征能夠得以體現出來。但是采用無人機測量的方式也有其自身的局限性，對于地下光纜以及輸油管道等一些比較隱蔽的設施難以準確測量出來，為了提高地形測量的準確性，應該將無人機測量與傳統測量的方式相結合，這樣才能夠提高地形測圖的整體效率。

3 結束語

無人機低空攝影測量系統對于大比例地形圖的測量具有可行性，不僅能夠提升影像的測量精度，同時還能夠提升測繪結果的時效性，通過對高精度低空影像進行合理的處理，可以將其應用于城市建設規劃以及國土資源的開發等多種領域當中，可以更好地滿足社會經濟發展對地理空間信息數據的需求，很大程度上推動了我國測繪行業的快速發展，同時加快了我國國民經濟的建設。

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大比例尺地形圖中無人機低空攝影測量系統的應用探討

■周長江

P2[文獻碼]B

1000-405X（2016）-10-198-1

周長江（1988～），碩士，助理工程師，研究方向為無人機低空攝影測量。