大面積無人機地形測量研究

秦炳權

摘要：在科技水平逐漸增強的背景下，低空無人機攝影技術也不斷趨向于成熟，很多相關資料顯示，無人機地形的精準度需要達到1：2000地形測量的要求，那么在本文中，就根據廣東某村莊的地形測量項目，充分分析了無人機大面積地形測量步驟，希望為相關工作的高效開展盡微薄之力。

關鍵詞：無人機;大比例尺地形圈;測量技術;DEM

在本文中將以廣東村莊為例，詳細闡述無人機航測中，1：2000地形圖的繪制步驟。項目區域為" 1980西安坐標系”和" 1985國家高程基準”。此區域的測量步驟為無人機航拍、地形測量（包括四等控制測量、I級控制測量、像控測量、圖根測量、野外補測、外業調繪）、空三加密、地形圖制作（包括立體采集、數據編輯工序（1：2000比例尺一套））、DOM制作、DEM制作、質檢驗收等工序。

一、航空攝影

本方所提村莊中的無人機設置了東西向的航程，航攝比例尺為1.23533，平均地面高度為1350m，其相對航高為650m.平均地面分辨率013m，滿足1：2000成圖要求。

（一）像控點布設及刺點

一像控點布設。在大面積無人機地形測量環節中，需要將像控點規劃為10～15范圍內的線路中，在此側部再規劃為2～4范圍內的線路規劃。規劃的像控點可對繪圖的過程做出精準度的把控，確保繪圖中的各區域間的線段長度不存在誤差。需要將像控點刺在航向及旁向重疊有5-6張像片的區域內。二像控點編號原則：測段像控點編號原則“GP+航片號四位+點序號”。三是在像控點規劃環節結束后，將像控點規劃圖進行完善，并將這些規劃圖確定為隱密信息，請相關部門通過安全密碼鎖的設置將隱密信息進行妥善保管。以達成三加密信息化匯集信息的標準。

（二）像控點的刺點及整飾情況

在實體的測量現場中，實際的刺點誤差及其刺孔的直徑測量圖小于0.1毫米，同時還體現出無刺透的狀態。點位體現條理化，示意圖也完善清晰，也就是說刺孔、略圖和點位都與現場點位的體現相應性。一是在所建立的地形測量圖中，A面以彩色直徑為7毫米的圓點來對像控點做出了標記，并將點號也做出標注。二是在圖片的B面以鉛筆建立占位略圖并對其中的具有高度可利用的點做出信息備注和標記。

（三）像控點測量

像控點坐標可以使用全站儀、RTK等常規儀器進行測繪。像控點的精度和施測要求參照常規航測外業規范執行。該次像控點測量采用雙頻.GPs接收機，已知控制點為加密的一級GPS控制點。為保證像控點測量成果的可靠性，在全部像控點測量完畢后再收參考站。施測現場對點位進行拍照并制作成點位信息表供內業加密使用。將檢查合格后的像控點數據進行處理，基線處理采用Compass靜態處理專業版軟件，得到該村片區像控成果。

二、空中三角測量

一是在對指定外控點進行測量過程中，需要先對測區外圍的六處像控點做出平差處理，其余像控點就需要借助預測性，對指定測量區進行查找，以實現高效率測量。在通常情況下，對于外控點的測量都應當由技術人員做出操作，并由相關部門的技術人員對測量數據及其和測量做出質檢。二是借助戶外測量流程來對后續的相關計算傳遞控制點以做參考。強化三加密方面的精準性，借助戶外測量流程傳遞的實測高程點對三加密的精準性做出試檢。三是在測量環節結束后，需要對所計算出的平差做出開解，在具體操作中，應當將物方標準方差權進行擴展，并將粗差全面清除。在此基礎上在將物方權進行恢復，以保證粗差得到全面探測，四是對相應的權值做出平差。智能終端設備中DPGrid系統中的空三模塊屬于專業的自動化軟件，那么DPGrid系統通常會結合完善的航線數據圖，來對測量區域整體做出自主融合，在此基礎上再借助自主挑選步驟將粗差明顯冗余的像點全面清除，之后，再對各鏈接處重新設置，并結合相應的控制點來對平差做出開解，直至設置密碼環節的結束，給出數據。

三、DEM制作

第一結合專項參考信息，來對以往的航攝圖片進行參考，并對其中有價值的圖片歸入到信息匯集資料中，之后，再通過對圖片內容的參考建立核線影像。第二智能終端設備中的專項系統會自性的來對立體化的離散點做出相應的融合，以此將指定測量區域的DSM進行全面獲取。第三其實借助自動濾波就能夠獲取到DEMo盡管借助DPGrid系統對立體化的離散點做出了融合，然而因為測量現場地形的復雜性和各種設施的干擾和阻擋，使得航攝和測量過程不能實現有序進行。因此在具體作業中，要想強化DEM的精準性，就應當借助人力資源將DEM做出重新設置。

四、1：2000地形圖制作

借助DEMT技術將DOM做出比對，在此基礎上再建立全面、相應的區域地形圖。最后將實測圖片傳遞到Virtuozo專業軟件中建立測量圖，并保證此圖內容的完善性。結合相關標準和專業樣本，來對地面指定區的信息做出匯集。戶外工作技術人員借助固用的繪圖樣本和參數，來對指定區域做出測量和復測

五、無人機航攝影像成圖精度

借助現代先進的GPS技術，來對測量現場外業檢查的相關信息做了匯集。從此測量區中的航攝影像中抽取了4幅圖，這些圖片占到總量的1/10，從這圖片中了解到，所要進行檢查的區域有近80個。通過對這些區域圖片中坐標與具體測量坐標的比對。結合數學專業知識，核算出這兩個坐標的及高程差值。結合專用公式算出各個檢查區域的繪圖誤差。通過精準計算了解到，測量區域的平面點誤差為0.72m，高程中誤差為0.69m。結合這些數據來將誤差規劃圖做出建立和完善。構建這樣的繪圖能夠對各個檢查區的誤差規劃做出形象化的了解和掌握。能夠充分總結出總體誤差中的大部分都會集中于0～0.8m范圍內，其平面精度與1：2000測量圖的建立標準具有切合性。除此之外，專業技術人員應當將結合相關信息數據所建立的測量圖與既定的1：2000地形圖在CASS中做出對比。

六、結語

在本文中，先對無人機的特點做出了明確和探討，也對低空拍攝設備使用規范和無人機航測系統測繪1：2000地形圖的具體工作流程做出了闡述，還對最終生成的地形圖進行了精度評定，基本滿足1：2000地形圖的精度要求。

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