無人機航測在大比例尺地形圖測繪中的應用探究

牛紅艷

（宿州市土地勘測規劃設計院，安徽 宿州 234000）

在我國，有很多的測繪方法，而航空攝影測量方法是較為常見的一種測量方法。近年來，隨著相關技術的快速發展，航空測量已經不再局限于小比例地形圖測繪當中，在大范圍地區中小比例地形圖測繪中也有得到了廣泛的應用。航空攝影測量相對于傳統的測繪技術有著明顯的優勢，其能夠很好的進行數據采集、縮短成圖周期并且最大限度的節省人力成本。然而，航空攝影測量有一個很明顯的缺點，這個缺點就是沒有辦法對小范圍大比例尺地形圖進行測量，主要是受起降條件、飛行高度以及空管調度的影響。在這樣的狀況下，無人機技術應運而生，很好的解決了這個問題，為大比例尺地形圖測繪工作提供了一個很好的方法。

1 無人機系統構造及特點

（1）系統構造。對于無人機來說，最重要的系統主要是：文風平臺、飛行平臺、地面站、地形數據處理軟件、非測量型相機、遠程通信裝置以及飛行控制系統等。

（2）系統特點。相較于其它傳統的測繪技術以及航空攝影測量技術，無人機測量技術有著更加明顯的好處：①可靠性強的后續處理。在進行后續處理工作的時候能夠按照相關的需求從而增強數據的后續處理能力。②快捷、便利。無人機的體積是很小的，因此可以不用受場地的限制，在無人機升空時也不用花費過多的時間。另外，無人機的攜帶十分的便利，不用申請空域。③獲取信息便利。無人機的飛行高度并不是很高，所以在進行大比例尺測繪的時候能夠得到精度很高的大比例尺影像，在小范圍中應用十分廣泛。④人力成本低。無人機航測技術不需要很多的工作人員操控，在平臺搭建以及作業的過程中都不需要很多的人力，在很大程度上節省了測繪的成本。

2 無人機航測發展現狀及弊端

（1）無人機航測發展現狀。無人機航測技術主要是收機載動力驅動的，之后由專業人員進行遠程的控制或者是自主控制飛行，能夠在很多領域進行應用，并且可以進行重復使用。無人機航測技術不需要人工進行駕駛，造價也十分的低廉嗎，比著其它的技術有著不可超越的優勢，在一些危險任務中受到人們的青睞。隨著我國科學技術的快速發展，無人機技術不僅在航空攝影中發揮自己的優勢，在其他領域中也有其發揮的空間，比如說在救災以及運輸中無人機技術也有很廣泛的應用。

（2）無人機航測弊端。無人機航測技術雖然有很多的優點，但是到目前為止也有一些弊端需要克服。由于一些外界因素的影響，比如說測區的高度、天氣情況、拍攝時影像重疊、航線設定是否合理等，無人機航測的質量的好壞和這些因素息息相關。因此，為了避免這些問題，相關的測量人員應該選擇合適的天氣，計算好測量的高度、提前設定好航線，并且進行多次測試確定最終攝影航線。除此之外，相關測量人員還要定期對無人機進行檢查，確保無人機攝影的質量過關。

3 測區的大概情況

在沒有應用無人機測量技術之前，現實測量的過程中，除了天氣、高度等因素的影響之外，其實地形的影響對測量來說也是一個很重要的因素，我國地形復雜，有很多測量地區的地形是不是和人工作業的，比如說黃河地區的一些潮間灘地區、高山險峻地形等，傳統的測量技術就很難派上用場了。這時候，無人機航測技術很好的解決了這個困難，無人機測量技術能夠在一些復雜甚至惡劣的地形中完成測量，并且保障測量的質量，以及數據的準確性。無人機在一些復雜地形上的應用，不僅能保證測量工作的質量，而且可以最大程度的節省人力資源，節省成本。

4 無人機航測在大比例尺地形圖測繪中的應用

（1）布測控制點。無人機布測控制點在測繪工作中是一個很重要的環節，上文中提到了，雖然在測量工作中，無人機航測技術有著其它傳統航測技術沒有辦法超越的優點，但是，無人機測量的質量會受天氣、高度以及設定航線是否合理的影響，尤其是用來記錄的POS信號系統，如果受到了影響，測量的結果也會受到很大的影響，最終對大比例尺地形圖的測繪工作造成不良影響。因此，相關的測量人員需要注意到這一點，在測量開始之前，一定要對無人機布測控制點。在進行這項工作的時候，要和實際的測繪對象的難易程度和路況進行結合，從而準確確定控制點的具體位置和具體數量。另外，要保證控制點之間的精密度小于2cm，并且保障GPS網絡的正常運行，這樣數據的準確性能夠得到很好的保障。

（2）影像數據的采集與整理。影響數據采集在測繪工作中也是一項很重要的環節，要做好這項工作就一定要做好起飛前的準備工作。起飛前的準備工作主要包括以下幾個環節：①確保無人機指南系統的準確性，對無人機SD卡的裝載情況進行檢查，對數據的保存功能進行確定。②為了保證無線信號的收放正常，應該對無人機的信號接收功能進行檢查，③最后使用ALtizuree軟件，設定好無人機的測繪區域以及相應的航線。比如說，如果測量的地區是一個長方形的話，可以按照長度將測量的地區劃分成為不同的區域，按照各個不同的區域進行航線以及高度的設定。④最后還需要注意的是，要嚴格控制影像的重疊度，盡量控制在85%以內。

（3）進行處理數據。數據處理工作一直是測繪工作中的最基礎的工作。第一，對無人機拍攝出的畫面進行選擇，選出合適的控點照片以后將其進行分組，每個組次留六張照片，盡量將照片保留在建模照片當中。第二，對這些照片進行處理，這項工作主要是利用攝影測量自動建模軟件完成的，選擇出精度最高的照片。照片處理完成以后再處理像控點數據的刺點，需要注意的是，這項工作要控制在照片范圍內。第三，利用三解法和點云加密等方法對數據進行計算。

（4）繪制地圖。繪制地圖是測量工作的最后一個環節。將數據計算出來以后得到DOM數據，然后再利用ArcGIS軟件將這些數據進行輸入，在ArcGIS軟件中將樹林、橋梁等事物進行分層模型建設。與此同時，將攝影測量矢量化后的特征和根據該軟件數據所得出的地貌特征進行比較，最終得出最準確的圖形。還需要注意的是，測區地貌高程數據的獲得要將DSM軟件得到的高程數據和實際測量地貌高程數據相結合，將這兩個數據一起輸入到ArcGIS軟件中，經過一番計算以后，生成CAD圖像，圖像最終輸出的格式是DWG格式，這時候才算是完成了測繪的工作。

5 結語

總而言之，隨著我國科學技術的發展，很多領域出現的新技術都很好的代替了人工工作，降低了人力成本，工作效率也得到了很大的提升。無人機航測技術在地圖測繪行業中的應用解決了很多以前在測量過程中遇到的難題，為測量工作提供了便利，因此為了我國測繪工作能夠做得越來越好，相關技術人員要不斷對無人機技術進行創新和完善。