測繪工程中無人機攝影測量技術運用分析

余力，祁亞科，張柏林，張亞杰

（河南省煤田地質局一隊，鄭州450000）

1 無人機攝影測量技術概述

無人機航空攝影測量是一種新型測量方式，具有成本低、機動靈活、工作效率高等優點，在小區域和飛行困難的地區可以快速獲取高分辨率影像，極大地減少了測繪外業工作量，大幅度提高了工作效率。當前，通過無人機航空攝影測量技術可以較為輕松地獲得小于或等于1∶1 000 比例尺的數字化地圖成果。如果采用傾斜攝影測量技術，選擇適當的數據處理方法，獲得的成果精度會更高。在數據處理過程中，數字化成果的平面精度較易達到規范要求，而高程數據的精度則不易達到。常用的高程數據提取方法有：人工提取法、點云分類法、地面模型提取法等。

2 無人機攝影測量技術的應用流程

2.1 像控點布設

像控點布設需要根據設計網型在成圖范圍內布設像控點。在布設過程中，需要遵循均勻性原則，根據不同的比例尺、地形條件、處理方法等要求布設，并且需要根據具體要求按照不同的密度布設在測區范圍內。此外，還要考慮測區內的交通和地物等特征。

2.2 外業航飛

外業航飛主要是在多旋翼無人機飛行平臺中搭載5 鏡頭相機進行多架次航測，通過從不同的角度拍攝地面影像，獲取建筑側面紋理信息，獲取穩定、高清的原始數碼影像、照片拍攝點空間位置、姿態信息，根據相機畸變參數，利用空三軟件做好匹配、平差、拼接等工作,最終生產出滿足標準要求的數字正射影像圖DOM、數字高程模型DEM 等數據，再通過傾斜三維建模系統實現三維實景重現。需要注意的是，在野外飛行作業過程中，測量技術人員需要制訂完善的計劃，確定飛行路線，隨后進行試飛，并對飛行過程中的意外情況進行分析并確定預案。

2.3 內業數據處理

無人機遙感技術最核心的工作是處理數據，通過處理相關數據可以獲取最終的影像和數字測繪產品。在數據處理過程中，除了采用遙感技術，還需要以人工計算篩選技術作為基礎，及時地舍棄不滿足要求的數據，提高數據的準確性。另外，在對無人機飛行路線的確認中，同樣需要進行相應的數據采集，為了確保航線的精確度，通常還會對采集的數據進行再次檢驗，避免數據的錯誤導致飛行航線偏離影響工作效率。

3 測繪工程中無人機攝影測量技術的應用

3.1 在現代化礦山工程中的應用

在礦山環境治理過程中，相關部門可以利用無人機攝影測量技術進行測繪，提高測量數據的準確性。現階段，社會各界更加注重礦山建設的環保性，這就需要做好礦山環境治理工作，恢復礦山生態環境。為了實現這一目標，相關部門可以利用無人機攝影測量技術，在無人機中搭載更多傳感器，獲取雷達、真彩色、多光譜等礦區遙感數據，將數據傳輸到計算機，應用相關軟件對其進行處理后，完成定性與定量分析工作，以獲取準確的實時信息，了解礦山的環境治理和恢復現狀，對綠色礦山建設成果進行有效分析[1]。

3.2 在自然災害救援中的應用

在社會的快速發展中，出現了很多人為破壞自然環境的行為，導致生態環境日益惡劣，洪澇災害、地震、泥石流等自然災害的發生更加頻繁。發生自然災害時，相關部門需要盡快予以救援，獲取準確的災區信息，避免因自然災害帶來嚴重的人員傷亡和財產損失，并進行災后重建。通常情況下，發生大型自然災害后，災區與外地道路、通訊會被阻斷，救援部門無法及時地獲取災情信息。為了解決這一問題，相關部門需要引進無人機攝影測量技術，及時獲取災區的地形、地貌信息，對受害者位置進行標記，獲取清晰的災區影像，并及時將各項信息傳輸到救援基地，有助于救援隊伍迅速制訂救援方案，為受害者的生命安全提供保障[2]。

4 無人機攝影測量技術的應用實例

4.1 工程實例

某露天礦經多年開采后，形成了面積較大的采坑4 個，面積約2.9km2，現進行礦山環境恢復治理，首先要繪制采礦區范圍內的高精度地形圖。由于區域內地形復雜，坡陡坑深，進行人工實測危險系數較大，且工期較長，故采用無人機攝影測量技術獲得1∶1 000 地形圖。

4.2 應用流程

4.2.1 選擇無人機類型

在測量準備階段，組織專業人員分析礦山基本情況、周邊環境、氣候條件、攝影面積等，以此確定無人機的類型，并根據無人機性能要求設計合理的規劃航線。本次測量無人機平臺采用大疆精靈4Pro，相機型號為FC6310，圖像像素為5 472×3 648，焦距8.8mm，飛行控制軟件為PIX4D CAPTURE，飛行高度130m，地面分辨率為3.6cm。

4.2.2 像片控制測量

礦山地質環境具有一定的復雜性，為了提高測量精度，本次測量共布設像控點9 個，均勻分布于測區周圍，能覆蓋整個測區，地形條件復雜地方適當加密像控點。

4.2.3 外業航飛

采用隨機的遙控平臺控制飛行，本次共飛行6 個架次，航空攝影測量航向重疊率80%，旁向重疊率70%，航攝高度相對于地面120m。

4.2.4 內業數據處理

航空攝影外業完成后，需要對航攝數據進行內業處理。對無人機獲取的數據進行檢查后，要按照一定的間隔進行地面高程數據的采集。在地形數據采集中，著重采集地形變化特征點，如坎頂、坎拐點、變坡點及坎腳高程，在地形變化特征點間距離較大處進行適當加大數據采集量。然后利用制圖軟件對地物進行采集，最終形成1∶1 000 地形圖。地形圖形成后，對成圖精度進行檢驗，共抽檢地形點93 個，經統計分析，抽檢點平均誤差如下：DX=0.037m，DY=0.026m，DH=0.041m，符合相關規范的要求。在本工程中，通采用無人機攝影測量技術，能夠自動、定向分析航行路線，對航線數據的準確性進行分析，根據地形環境、地貌特征的實際情況，合理地選擇飛行路線，確保操作的連貫性，內業數據處理后生產的測繪產品精度較高。另外，節省了更多的時間和資源。

5 結語

綜上所述，無人機航空攝影測量技術作為一種新興技術，能夠針對環境復雜、范圍較大的區域進行測量，其獲得的地形圖等測繪產品精度較高，能滿足大比例尺測圖對精度的要求。測量單位可以充分無人機航空攝影測量技術優勢，將其應用到相關領域的工程測量中，以提高測量工作的質量和效率。