無人機航空攝影測量技術在大比例尺地形圖測量中的應用

呂東

【摘要】無人機航空攝影測量技術具有機動靈活、操作簡便、快速響應、產品豐富等優點，搭載最新的攝影測量系統，可以將影像的分辨率控制在0.05m～0.1m之間，進而可以滿足1∶1000比例尺地形圖測量規范的要求。本文簡要介紹了無人機航空攝影測量的技術路線和流程，并結合本人的生產實踐，給出了利用無人機進行某鎮區1∶1000地形圖測量的應用實例。

【關鍵詞】控制測量 立體像對 空中三角測量

1引言

隨著時代的發展，測繪的技術已經有了非常大的改進，各種先進技術層出不窮。其中，無人機航空攝影測量技術是當前最為引人關注的，因為這種方法簡單快速，而且有著非常好的效果。在這種情況下，詳細的探究無人機航空攝影測量技術在大比例尺地形圖測量中的應用極為重要。

2無人機航測技術概述

2.1測繪用無人機概況

測繪無人機是科技發展的產物，它能夠有效的幫助測繪部門完成許多難以完成的任務和高危險的任務。因此，各國大力的發展測繪無人機技術，時至今日，測繪無人機都擁有如下幾個特點：

（1）相比于傳統的飛機來說，無人機最大的特色就是其成本較低。大型的飛機，所需要的制造材料更多，而且因為是有人駕駛，還需要進行飛行員的培訓，這就會造成價格高昂而且難以控制的局面。但是無人機一般機身較小，所需要的制造材料較少。這樣能夠有效的節省材料，節省資金。同時，無人機具備無人駕駛的特色，這就能夠在很大的程度上保證人員的安全。一般不會出現人員的傷亡情況。當然不排斥意外。

（2）和傳統飛機相比，無人機小巧的體型讓無人機在執行任務的時候極難被發現，因此對人們生活的困擾較小。傳統的飛機所帶來的噪音是非常大的，而且在空中飛過的時候，占用的空間相對較大，而無人機就不會出現這樣的問題。其飛行的時候，聲音較小，而且占據的空間較小，就不會對探測區域的人造成過多的困擾。因此，這種方法能夠在不影響人們生活的情況下，進行探查。除此之外，無人機由于是無人駕駛，其操作性更高，一些正常飛機難以完成的動作，無人機都能通過智能編程來完成。如急轉，倒飛，旋轉飛行等方式，這都是飛行員無法完成的動作。無人機也可以通過這些動作，進行一些特殊的任務，或者利用這些動作完成隱蔽。

2.2無人機攝影測量優勢

（1）分辨率高，地物可辨識性優良。無人機攝影測量最大的優勢就是分辨率高，地物可辨識性強。因為在無人機攝影測量中，無人機可以通過自身的特色，調整與調測地點的距離，從而得到不同角度，不同距離的攝影圖像。這樣可以非常好的保證測量內容的準確性。

（2）測量靈活性更強。測量靈活性主要是指測量中針對的地方是比較靈活的。因為無人機不是固定的，所以其攝影的區域也是可以隨意移動的。這一點是大部分的技術無法比擬的。因為大多數的機械都需要固定，因此，其拍攝的角度就相對的固定。但是無人機卻可以隨意調整。想要怎么拍攝都可以。這就極大程度的加快了測繪的時間，讓測繪的數據更具時效性。同時，因為其可以隨意移動，也就增加了數據的針對性。而不是籠統的全面數據。

（3）資金消耗明顯降低。首先，無人機除了自身的能源外，幾乎沒有額外的消耗，這就降低了消耗方面的花費。其次是無人機本身的費用。雖然在當前來看，一架好的無人機也是價格不菲，但是相對于航天設備而言，其所花費的資金幾乎是可以忽略不計的。在這種情況下，無人機測繪顯然資金的消耗是非常低的。

3應用實例

3.1項目概況

2016年7月，我院受委托承擔某地區1∶1000地形圖測繪任務，該測區位于某丘陵地帶，地勢平緩，適合進行航空攝影測量。本次任務航攝面積約為35平方公里，航攝地面分辨率為10cm，主要測繪任務為航空攝影、空三加密、DEM、DOM、DLG生成。

3.2無人機航飛實施情況

本次任務采用南方“天巡”無人機執飛，該無人機滿載續航時間可達70min，巡航時速75km/h，最大載重2.8kg，攜帶的航攝儀采用了2430萬像素的準專業級SONYα數碼微單相機，配20mm定焦鏡頭。“天巡”無人機的飛行高度、飛行面積、地面分辨率與成圖比例尺。本次飛行時間都選擇在風向穩定、風速較小的中午時段進行，以確保航線彎曲度和航拍質量，最終完成航飛面積約40平方公里。

3.3像片控制測量

本次任務共飛行航線43條，測區內布設像控點共計115個，像控點采用地面油漆標志。

像控點的選刺：在實地根據相關地物認真尋找影像同名地物點，經確認無誤后，并在像片上相應位置刺出點位，刺點誤差和刺孔直徑均不得大于0.1mm。

像控點整飾：在影像上對應的控制點點位標注點名或者點號，并在像片的背面或者專用筆記本上記錄關于刺點位置的詳細說明。

像控點測量：像控點的測量采用CORS網絡RTK進行觀測，平面控制點和平高控制點相對鄰近基本控制點的平面位置點位中誤差不超過圖上0.1mm;高程控制點和平高控制點相對鄰近控制點的高程中誤差不超過0.1m。

3.4全數字空中三角測量

全數字空中三角測量采用航天遠景，通過該軟件進行控制點加密解算，獲取高精度的像對定向點。

相對定向：相對定向標準點殘余上下視差限差不超過5u，檢查點殘余上下視差限差不超過8u，匹配點分布均勻，且點數不少于200個。

絕對定向：基本定向點殘差、多余控制點不符值及區域網間公共點較差不超過規范規定。

3.5數據采集

數據采集利用JX4進行，直接導入加密成果建模，對模型進行相關匹配和編輯，生成數字高程模型（DEM）。對數字正射影像進行影像調色、影像拼接、影像切割生成數字正射影像圖（DOM），并利用該軟件制作線劃圖。

4結束語

無人機航空攝影測量技術作為一種新型的航片數據獲取手段，有著傳統測量方式無法相比的優勢。實踐證明，此種作業方法在精度上已完全達到1∶1000測圖的要求。隨著無人機航測技術的發展與普及，地形圖的航測費用已經接近甚至低于傳統方法，因此，無人機航空攝影測量技術具有巨大的應用前景，必將得到迅速而廣泛的應用。

參考文獻：

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