多旋翼無人機在地形測量中的應用研究

張育鋒

（陜西地建土地勘測規劃設計院，陜西 西安 710075）

近年來，無人機在我國快速的發展，已經應用到各行各業中。多旋翼無人機硬件技術也越來越成熟，在社會各行各業中展現出較強的價值。從地形測量來看，有規劃的應用多旋翼無人機不僅對于小范圍、小區域內的航空地形測量能夠快速，有效地實現，發揮無人機在攝影測量方面的使用價值，而且能夠有效減少大量外業的人力、物力。而且隨著多旋翼軟硬件不斷地發展進步，能夠有效保障地形圖測繪成果精度。在用無人機進行地形測量時，主要需要進行：前期的測區勘查，技術方案設計等；然后在根據技術方案進行像控點的布設，在進行野外數據采集和無人機野外數據采集；最后進行后續的處理，在處理階段：進行影像的預處理，空三解算，點云加密等，內業處理結果生成DOM、DSM，然后在結合野外采集的數據成果，繪制成最終的DLG。流程如圖1所示。

圖1 無人機航測作業流程圖

為了更好地讓多旋翼無人機在地形圖測繪中發揮其應有的作用，我們要在前期的準備工作、航拍攝影中以及后續數據處理三個方面重點把握。

1 前期的準備工作

為了保障無人機航拍攝影的質量，確保多旋翼無人機在地形圖測繪中發揮較大作用，需要我們確保前期的準備工作詳盡、準確。重點分為以下兩方面。

1.1 踏勘航拍區

在進行地形圖測繪過程中，對于測區的一些重點區域要進行重點的勘察，對于重點區域的地貌形態，測區的一些重要構筑物，測區的海拔，測區的等高線等一般情況要充分的進行了解，并且需要對這些基本情況進行分析了解。從而為多旋翼無人機后續的航測提供一些有效、可靠，有針對性的意見或建議，這樣就能降低無人機在航測過程中可能出現的不可預見的問題。

1.2 航線的規劃

多旋翼無人機在進行地形圖測繪時，要對航線進行合理的規劃，合理的規劃無人機的航行路線，有針對性地進行航線的規劃設計，在航測時，也是一個必需的基本條件。確保測區任務能夠較好地完成，結合測區的實際情況，測量多旋翼無人機的航高、航向、航速等。保障多旋翼無人機能夠獲取充分的原始數據，航拍能夠盡量覆蓋所有測區范圍。在航拍過程中，為了避免墜機、炸機等意外情況，應該盡量遠離較高的建筑物、電磁干擾比較強的通信電塔、軍事禁區等。在航線規劃結束后，要仔細檢查飛機的飛行參數，并且檢查飛控操作系統和飛機是否正常連接。

2 多旋翼無人機在航拍中的主要內容

在用多旋翼無人機進行地形測繪時，需要著重把握好航拍中的各個環節，保障航測數據的準確性。在具體航測過程中，包括以下幾方面的內容。

2.1 像控點布設要合理

在用多旋翼無人機進行地形圖測繪時，要將像控點均勻的布設在測區范圍內，而且要針對不同精度的比例尺布設合理的像空點。在進行像控點的布設時，按照一般規定和要求，需要每 100 張航片大約布設 6 個左右的像控點，只有這樣，才能確保在進行航測時，無人機能有序、合理地進行航測。同時，在進行布攝像控點時，需要我們特別注意像控點高程的變化，為了能夠準確表現測區的高程變化，在布攝像空點時，應該適當增加數量，以便能夠更為精確計算測區點的高程精度。

2.2 多旋翼無人機飛行參數設置要合理

在用多旋翼無人機進行航拍時，需要對飛行器的飛行參數進行設置，才能保障無人機航拍出理想的航拍效果。在用多旋翼無人機進行航拍時，首先要對無人機進行航拍前檢查，看飛行器是否具備飛行條件，這樣就能確保飛行過程中飛機的安全穩定，保障航拍數據的正確性。如果測區范圍比較大，需要進行多次起飛航拍時，必須確保飛行器在同一地點進行起飛。

2.3 確保實時遙控

在進行無人機航拍測量過程中，飛行器起飛到預定航線過程，需要操作人員實時的操作無人機遙控器，在進行操作無人機時，為了保障多旋翼無人機在航測過程中能夠有較強的實用價值，需要確保在操作遙控器時，保障遙控器與無人機之間不要存在較大遮擋物，也要確保他們之間沒有較強的信號干擾。在飛行過程中，要及時調整飛行器飛行狀態，來滿足航測完測區的全部區域。飛行過程中，有時存在由于飛行距離過遠，遙控器和飛行器有失聯的情況，還有存在圖傳信號不穩定情況，這些情況，需要及時將無人機返航，防止墜機等情況發生。

3 航測數據分析與處理

在完成航拍任務后，需要對航拍數據進行處理分析，有效的航拍數據處理和分析，才能保障后期得到的成果數據的質量，在具體的操作過程中，需要注意以下幾方面。

3.1 整理和檢查航片

在用多旋翼無人機進行航拍獲取正射影像照片時，航拍結束，需要對航片進行及時的下載，并且根據拍攝時間對航片進行整理，并且在下載整理過程中，需要對相片進行一定的篩選，需要刪除一些模糊不清的相片，需要看相片的旁向重疊度和航向重疊度是否達到航拍要求，如果達不到，需要進行重新拍攝。

3.2 空中三角測量

為了保障航測結果的準確，航拍數據精確，在用無人機進行地形測量時，我們應該根據實地情況，在必要的情況下進行空三加密。我們要根據像控點的實際數據情況，結合空三處理軟件自動地進行測區區域整體網平差，這樣就能解算出增加的像控點的最終數據以及航測所拍攝的每張航測相片的外方位元素。但是，在進行加密控制點時，加密點要注意應當符合國家的有關標準。

4 結語

綜上所述，地形圖測繪中的應用多旋翼無人機進行測量，是目前的一種高科技、新型測量方法。這種新型的測量方法不僅能夠有效地提高作業效率，而且還能填補一些傳統測量的不足。但是，這種多旋翼無人機進行地形測量還是一種新型的技術，還在初始階段，有很多技術尚未成熟，需要反復地進行測試，測試結果需要分析和總結，保障各個環節規范有序，避免明顯的問題出現。此外，多旋翼無人機獲得的航拍數據在地形測量中能夠發揮重要作用，同時，這種數據在進行制作DEM/DOM等方面也可以發揮重要作用。如何開發這種多元化的成果，值得我們深入研究。