無人機航空攝影測量在工程地形圖測繪中的應用簡述

楊曉慶

摘? ? 要：隨著科技的逐漸發展，對于地理信息的精度和時效性要求也越來越高，用戶對地理數據的準確性提出了更高的要求，與此同時，無人機技術的發展與攝影測量學科的不斷壯大，形成了無人機攝影測量系統，應用于測繪中。航空攝影測量（AirPhotogrammetry），就是利用飛機對地面拍攝照片，然后利用攝影測量原理和立體測圖儀制作組成立體模型，從而進行各種地圖測圖和地物判讀。這是一種減少野外作業，將野外作業轉化為室內作業的有效的測量方法。

關鍵詞：無人機航空攝影測量;工程地形圖測繪;應用

1? 控制測量技術設計

1.1? 像控點布設

1.1.1? 像控點選點條件

（1）像控點應均勻布設，根據不同地形可適當增加控制點個數。（2）應易于精確地位和量測。（3）像控點要有明晰的指標影像。（4）點位目標應在明顯的部位等。

1.1.2? 布設原則

（1）目標像片：依據不同尺度（0、1、2級）截取目標像片[2]，截取最大尺度應清晰辨別像控點位置，截取最小尺度應包含重要地形、地貌信息，便于像控點定位與查找。（2）像控點位于目標像片中心且用十字絲標記。（3）像控點應有概略坐標，方便外業人員依據坐標查找像控點位置。

1.2? 像控點測量

（1）像片控制點一般采用基于SDCORS網絡RTK測量法測定。（2）按照圖式和設計的要求對數據進行縮編使數據滿足制圖的要求，對整理后數據進行檢查。所有點均應為兩次測得的結果的平均值。測量誤差是不可避免的，產生誤差的因素有許多，主要有儀器設備的自身誤差、人為造成的誤差以及外界不確定因素造成的誤差等。（3）當采用支導線和引點法時，其觀測要求和限差應滿足GB/T7931-2008規范相應規定。（4）像控點測量完成后，應統計像控點和檢核點的較差及精度。（5）編制像控點成果表時，應填寫刺點片號。

2? 數據采集與編輯成圖

2.1? 基本要求

（1）采用內先外后的原則。數據的采集工作以內部設置方位，外部決定性質的原則進行。（2）利用空間加密成果，創建三維模型。（3）根據立體進行在立體模型下定位采集。（4）通過將DOM數據添加到從處理端收集的數據中來創建現場底圖。（5）處理的底圖進行實地核查工作，并進行地理要素的調整，將調查結果返回內部。（6）對于實地發生變化的要素，采用網絡RTK技術（基于SDCORS系統的一種新興技術）進行實地采集，交回內業編輯成圖。（7）內業在立體模型下根據外業的調繪成果進行二次立體采集，并最終編輯成圖。

2.2? 立體采集

2.2.1? 數據采集

（1）數據的采集工作以內部設置方位，外部決定性質的原則進行。（2）作業前仔細分析資料，發現上工序出現的問題要及時上報處理。（3）在陰影隱藏的地方可以不采集，只收集在實體模型下可以看到的元素，但是必須標記它們，并在調繪時進行補充。（4）特征測量點，方向線，與比例不成比例。（5）收集點元素時，必須精確確定點位置幾何的中心。（6）居民區的各種結構和主要輔助設施必須準確地反映出輪廓以及實際上的建筑和結構特征。（7）各類檢修井及污水篦子，內判采集主要管線、主要街道上的，其他地方出現的檢修井以及污水篦子均不予采集和表示，那些不明用途檢修井表明性質時用用途不明的檢修井在圖例上進行表示。（8）許多房屋都需要校正檐口，并且可以沿著檐口的邊緣進行測量。（9）DLG數據必須在三維模型中進行相接。（10）應當加強對數字量度的質量檢驗，每次檢驗完成后，生產檢驗人員應在三維環境中檢驗質量，以確保質量。

2.2.2? 輸出調繪工作底圖

將DLG數據和DOM數據采集在一起，并且與相同名稱的圖像集匹配的DLG矢量元素的偏差應在平面位置的允許誤差范圍內。經略微編輯整合后，外業調繪的工作底圖為正射影像所繪制的地形圖。

2.3? 外業調繪

調繪應準確、描述應精確、標記應合理、圖式要恰當。協調人員應堅持“走到，看到，問到”的原則，并繼續進行實地調查、修測、補測、屋檐修正等工作。在實地繪制之前要分析內業繪制的數據，以確保地形圖元素（包括形狀元素和屬性信息）表示形式的完整性和準確性。

（1）對判定中地形要素進行篩選，錯誤，定性，內業漏水、難以表達的幾何信息（如陰影區域）和模糊的屬性信息（如地理名稱等）。（2）對各類檢修井進行定性。（3）就地物的性質而言，在確認實地核查后，符號化表示或標注不需對內業測量的不明線標記。（4）調繪時間、作業員姓名、檢查員姓名應記錄清晰。

2.4? 外業補測

（1）外業補測內容包括遮擋地物和新增地物補測。（2）補測采用GNSS網絡RTK或單基站RTK方式，當GPS信號較弱時可施測部分圖根點采用全站儀進行補測。（3）對于零星新增地物或單個建（構）筑物可根據相關地物丈量定位。

3? 影響無人機航空攝影測量的因素

產生一定的偏差是在所難免的，其中產生誤差的因素有許多，主要有儀器設備的自身誤差、人為造成的誤差以及外界不確定因素造成的誤差等。

（1）儀器誤差。由于無人機的荷載能力及體型較小故無法搭載十分專業的航攝儀器進行航空測設任務，所得的像片會產生一定的畸變。（2）人為誤差。因個人水平及能力的不同所帶來的人工誤差，這種人為誤差在人工作業過程中都會產生。（3）外界因素。惡劣天氣等各種外界條件的干擾造成攝影成像質量差等結果而導致的誤差。

4? 無人機航空攝影測量技術的運用措施

4.1? DOM工藝

DOM工藝的主要功能便是針對無人機航空攝影測量所獲得的數字化信息以及各環節模型中的影像信息進行再次篩選和處理，同時改善由于各種原因所導致的影像失真現象，保證影像信息更加清楚可靠。DOM工藝的運作原理便是利用無人機的低空攝影對信息進行高效收集，同時在此基礎上進行相關的定向操作，定向操作基本上可以分為以下幾種：絕對定向、相對定向、內定向。之后開展相關數據的正射矯正和影像處理工作，經過檢查便可以產生DOM成果。

4.2? 相片控制

運用無人機航空攝影測量技術，能夠深入了解測量目標區域的地勢地形信息，而在控制相片上，還可以把無人機的航拍和GPS系統進行結合，航空實際數據也能夠和地面實際狀態保持一致。并且利用無人機航空攝影測量技術所收集的數據還可以和地面測量信息進行相互轉化，便于更加高效地了解測量目標區域的地形地勢信息，以及進行接收數據的記錄，針對信息的完整性也能起到保障作用。

4.3? 立體采編測量

地形圖測繪人員在運用無人機航空攝影測量技術完成測量工作后，還需要針對其地形內部信息的測量和收集，如此才能切實地保證運用無人機來開展地形圖測繪工作的可靠性。不過在實際開展測量工作時，還需要針對后期的節點信息進行著重分析，在無人機數據采集工作完畢后，測繪人員必須根據處理過的數字影像成果完成各種地形地貌單元的符號化工作，通過這種方式來提高推動地形圖測繪工作的準確度，為地形圖測繪工作的進行提供支持。

5? 總結

無人機航測具有其他航拍測量所不具備的優點，例如高機動性，高靈活性，高效率，低成本和高速度等優點。在大比例尺地形數字線劃圖、數字高程模型等等數字產品的制作方面都有廣泛的應用。但無人機航空攝影測量技術在具有巨大優勢的同時也存在著一系列的不足。像是在無人機的穩定飛行，以及專屬于無人機的測繪儀器方面還有待提高。

參考文獻：

[1] 楊蘅，洪英.航空攝影測量技術在公路勘測中的應用[J].科技情報開發與經濟，2005（8）：256～257.