無人機航空攝影測量技術在地形測繪中的應用探討

王 磊

(漢中市測繪院 陜西 漢中 723001)

無人機航空攝影測量技術在地形測繪中的應用探討

王 磊

(漢中市測繪院 陜西 漢中 723001)

無人機航空攝影測量技術是在傳統航空數字測量技術基礎上所進化衍生的新技術類型，它對測繪資料的需求更高，而且運用到了更為先進的航空遙感影像獲取系統。本文簡要分析了該無人機航空攝影測量技術在地形測繪中的各項技術應用，并加以實際工程例證。

無人機航空攝影測量技術；地形測繪；空中三角測量；工程應用

無人機航空攝影測量技術是多種先進技術的有機融合過程，它所表現出的優勢多樣，且整機重量輕、體積小、反應速度快、精度高并能夠實現低空飛行。近年來，該技術已經被應用于城市規劃建設當中，可以達到至少1:1000的數字攝影測量精度，為地區交通事業建設與土地規劃帶來便利。

一、無人機航空攝影測量技術在地形測繪中的應用分析

無人機航空攝影測量技術在地形測繪應用中涉及多項分支技術，例如像控點布置技術和空中三角測量技術，下文將對這兩種技術展開分析解讀。

(一)像控點布設技術分析

像控點布設技術流程復雜，大體上分為兩步：區域網布點以及像片控制點測量。區域網布點主要基于平高點技術來展開區域網絡布設，它的航線方向跨度大(擁有至少4條基線)，而在某些山區等偏僻地區則要布設6條以上基線，并同時設置旁向跨度基線(至少2條)。如果是在不規則區域進行區域網布點則要在凹凸拐角位置增加布設平高點。

另外是像片控制點測量，它采用了D、E兩級GPS控制點作為初始起算點與檢測點，再配合R8GNSS接收機與控制手賬在接入網絡的情況下與GPS-RTK系統相互連接，進而實現基于網絡RTK技術的像控點精確測量。一般來說，整個測區都要設置平高點，并遵循以下5點內容：

第一，要將網絡RTK測量流動站布設在CORS網絡有效服務區域范圍內，實施數據與服務控制中心通訊。

第二，通過測量手賬來設置流動站位置，保持當地坐標參數的順利轉換，同時有效控制平面與高程的收斂精度，基于此來設置參考站通訊內容。

第三，要保證RTK測量流動站觀測條件始終良好，而且在觀測前應該對儀器進行初始化設置，以求得固定解。如果儀器長期無法得到固定解，則要主動斷開通信鏈路，重復進行初始化事項。一般要保證站內每次觀測作業都要達到3次以上，且每次觀測作業開始及結束前后都要對已知控制點進行檢核，保證檢測結果精確無誤。

第四，一般情況下RTK的平面控制點測量平面坐標轉換殘差都要控制在1.5cm范圍內，其限差也要控制在±2.5cm范圍內。

第五，對測量手賬進行控制點設置，保證單次觀測平面收斂精度要≤±2.5cm，而高程收斂精度≤±3.5cm。

(二)空三加密技術分析

空三加密就是空中三角測量技術，該技術要經歷精確選點與測量工作流程。首先要進行空三加密精確選點，主要基于4步展開。

首先要保證點位距離像片標志在1mm以上；其次如果是林區空三加密點選點則要保證在林間空地明顯點上選點；第三如果是平原到山地、高山的過渡段則則要在地形變換交界位置多布設2～3個加密點，相應增加點位距離像片對應點；最后在自由邊位置則要考慮將空三加密點設置在測繪范圍的空三加密點布點測量范圍以外。

在空三加密的空中三角測量方面，主要采用inpho軟件來展開以下測量工作流程：

工作準備——內定向——相對定向——絕對定向——上報測量結果

要始終保證空三測量加密中所有控制點都能滿足測量精確度要求。例如內定向方面就要合理配合焦距、像素大小、行數、列數、像素值參考位置等等進行精確測量，這里就利用到了無人機航空攝影儀器的技術優勢，通過它所提供的鑒定資料與監測數據來進行內定向。在測量中也要保證相對定向精度在指定范圍內，如果是特別困難地區其精度范圍要擴大0.5倍左右，如表1[1]。

表1 無人機航空攝影測量的相對定向精度技術要求

二、工程案例分析

(一)工程項目概述

某工程項目為城市二級高速公路，全路段長度100km，要針對它進行地形測繪。該公路路段整體地勢平坦，整體表現為順直平緩，所采用的是瀝青混凝土路面路基結構。該工程為了不影響高速公路日常常規運營，特別選擇了1:2000完成比例的帶狀地形圖測量方法，參考《城市測量規范》與《全球定位系統城市測量技術規程》來對產品質量進行測繪驗收。該工程將地形測繪等高距設置為3m，并采用了國家級坐標系統與高程系統定位技術與無人機航空攝影測量技術。

(二)工程中對空三加密的測量分析過程

該工程對空三加密的測量分析過程主要分為3步：首先是做好數據準備工作，保證所有原始數據格式都以jpg格式呈現，并校對無人機航攝儀相關數據文件、相機焦距、相機像主點坐標、像元大小等等進行校驗確定。再一點，就是明確航拍POS數據及控制點坐標文件數據，保證無人機航線與空三加密技術進程有效結合。

其次該工程對畸變差問題進行了校正，傳統中無人機航攝儀所采用的是非測量相機，其畸變差相對較大，容易導致所拍攝數碼相片存在邊緣畸變問題。而該工程所采用的相機具有影像校正功能，它所采用的是VzLowCor，可以對航攝過程中的主點偏移、畸變等問題進行修正。

第三要獲得成果，在無人機航空攝影測量的地形自動相對定向操作中，要保證相對定向點滿足像片數量要求(>900個)，卻要符合它們分配的合理性要求。而且在區域網平差解算過程中，也要基于PAT-B光束法平差軟件來實現對空三加密的進一步測量輸出，確保測圖工程文件高質量，達到空三加密文件有效歸檔存儲的最終目的[2]。

三、總結

無人機航空攝影測量技術具有測量數學精度高、影像清晰、數據整理規范、直觀逼真、獲取簡易快捷等特點。作為遙感測量技術領域的新貴，它的未來發展前景樂觀，值得被廣泛推廣應用。

[1]吳智勇.無人機航空攝影測量技術在地形測繪中的應用探析[J].工程與建設,2016,30(1):36-37.

[2]吳濤.低空無人機航空攝影測量技術在土地整治項目規劃設計階段的運用[J].安徽農業科學,2015(2):295-296,300.