城市地形圖測繪中航空攝影測量的應用

查海林

（中南勘測設計研究院有限公司，湖南 長沙 410014）

近年來，城市化進程加快，在城市的發展建設中，地形圖測繪起著重要的作用，有效促進了城市化的快速發展。地形圖測繪在各領域有著廣泛的應用，比如在交通、水利與道路工程中，地形圖測繪為各種工程建設等提供了重要的參考。目前，在城市地形圖測繪工作中，由于無人機航空攝影測量技術具有良好的測量精度與較高的測繪效率，逐漸取代了傳統的測繪技術，保障了城市地形圖測繪的質量，實現了測繪領域的變革。

1 無人機航空攝影測量的特征

1.1 機動靈活，操作簡單

在無人機航空攝影測量技術的應用中，其主要以無人機低空飛行來獲得相應的測量數據。在實際的測量過程中，其對于起降條件等沒有很嚴格的限制，空域申請較為便捷，飛行計劃基本不會受到氣候因素等的干擾，具有明顯的機動靈活性。此外，在無人機航空攝影測量中，其升空準備工作較少，具有操作的便捷性。在城市的快速發展中，無人機航空攝影測量技術能夠充分發揮其技術優勢，保障其符合現代城市地形圖測繪的要求。

1.2 獲取影像分辨率高、精度高

無人機航空攝影測量為低空飛行測量，能夠獲得分辨率更高、精度更高的影像資料。傳統的攝影測量方式，多以衛星光學遙感與普通航空攝影測量方式為主，影像獲取過程中會受到云層、高層建筑遮擋等的干擾，使得其獲得的影像資料的完整性、清晰性不足，嚴重影響測繪結果的準確性。無人機航空攝影技術下，低空飛行能夠實現多角度的測量，有效保障了測量數據的準確性與完整性，基本不會受到建筑遮擋和高空云層影響，多基線攝影保障了測量的精度。一般情況下，無人機的飛行高度在250～1000m，影像分辨率極高，完全可以滿足城市地形圖測繪的要求。

1.3 突出時效性和性價比

面對面積較小的大比例尺城市地形圖測繪，如果在測繪過程中應用大飛機來進行航空攝影測量，其消耗的成本較高，測繪效率低下。而采用全野外數據采集方式進行，會使得外業測繪工作量增大，存在較大的人力投入。無人機航空攝影測量技術，由于具有良好的靈活性與適用性，有效保障了地形圖測繪的效率與質量，具有更高的經濟性與時效性。

2 具體應用

2.1 工程實例

以某二級公路工程建設為例，該工程總長16km，在該工程施工區域內，其地形地勢相對平坦，基于此地形地勢條件，公路總體呈現出順直平緩的特點，為瀝青混凝土路面。在城市的發展過程中，為滿足城市發展的總體趨勢，需要重新進行選取走廊帶繞行，用1∶1000比例尺，進行地形圖的測量。

在實際的測量過程中，為保障地形圖測量的效率與質量，選用拓普康天狼星無人機。此項目飛行高度350m，獲取影像面積40km2，空三加密模塊采用的是Photoscan軟件。在無人機航空攝影測量過程中，無人機搭載的是高精度RTK定位坐標和慣導姿態數據，保障了測繪數據的準確性與完整性。

2.2 空中三角測量

空中三角測量是重要環節，為保障空中三角測量工作的順利進行，必須做好以下工作：（1）做好數據的初期準備，并做好所有數據的檢查，保障其數據的完整性，使得這些數據的格式正確。此外，還需要做好航拍數據、控制點坐標文件的管理等。（2）校正畸變差。在無人機航空攝影拍攝的過程中，由于其在數據的獲取過程中存在著一定的畸變差，因此，必須進行校正處理，將航拍影像畸變控制在合理的范圍內。（3）加強對測量區域內高程文件的檢查，在此階段，要根據相應的處理標準與要求，將經由校正畸變的影像加以結合，實現自動內定向處理，避免在航空攝影測量中出現測量粗差。

2.3 DOM工藝

在城市地形圖測繪中，無人機航空攝影測量發揮著重要的作用，而DOM工藝下，能夠有效實現對航拍影像資料的數字化處理，使得在實際的測量過程中，各個階段模型內的影像信息都可以實現基本樣本的重新采集，并且有效避免了各種不利因素所造成的影像失真問題，使得所獲得的影像具有較高的精度與分辨率。DOM工藝下，無人機的低空攝影實現了對測量區域內所有信息的采集，并能夠實現內定向、相對定向與絕對定向處理。經由這些處理以后，還可實現對相關數據信息的正射糾正與影像鑲嵌，形成相對完整的DOM結果。此外，在無人機航空攝影測量技術中，DOM工藝的應用優勢還體現在現勢性上，有關人員可以根據最新結果與往期存檔資料的對比與分析，直觀地了解被測量區域內的實際變更情況，有關的人員可以根據這些數據分析結果，為城市建設等提供重要的參考。DOM的基本操作流程如圖1所示。城市地形圖測繪中，DOM工藝應用是關鍵的環節，在此環節中，有關人員要做好高層樓房、立交橋的投影變形等，避免高層建筑的傾斜、橋梁的扭曲等。

圖1 DOM制作工藝

2.4 DLG生產及外業調繪修編

DLG全稱數據線劃圖，在實際的應用過程中，主要是以地形圖要素為基礎，能夠有效實現空間要素關系的構造，詳細進行空間基本屬性內容的采集與保存處理。在DLG生產技術的應用中，保障其處理效果，必須充分發揮地標信息的作用，保持地標信息的完整性，提高其描繪效果。與此同時，在此過程中，必須做好相關數據、結果的保存，使得其能夠以空間分析為基礎，實現對基本數據的利用與提取，保障空間分析的科學性。從DLG的應用來看，其實用性優勢明顯，在應用過程中，自身的數據量相對較少，有效保障了信息系統的完整性，為后期的數據分析、決策制定等提供了重要的參考。

無人機航空攝影測量過程中，有些地形區域的測量會受到一些干擾因素的影響，導致在該區域內所獲得的測量數據不全面，此時，應用無人機航空攝影測量，無法保障地形圖測繪的質量。為解決此問題，需采用必要的外業補測方式，獲得全面的測繪數據。外業補測過程中，將其與航空攝影測量相結合，能做好測量的計劃和結果的分析。在基本信息的調測處理上，外業操作能夠對地物屬性、地名等加以調繪，豐富地形圖的屬性信息內容。此外，在陰影特性的調繪上，需考慮光照因素的影響，主要是要進行光照直射與散射的區分。地形圖測繪質量受到外業操作的影響，因此，為保障城市地形圖測繪的效率與質量，有關人員需要加強外業操作的管理與控制，保障外業操作的規范性。

2.5 航空攝像測繪中數字影像像片控制

無人機航空攝影測量中，數字影像像片的控制也極為重要，是城市地形圖測繪的關鍵。無人機航空數字影像的獲取，使得有關人員能夠直接借此進行土地的精準測量，在此過程中，其獲得的影像清晰度高、分辨率高，能夠為地形圖測繪提供重要的基礎資料。此外，無人機航空攝影測量中，航拍系統可以充分與衛星定位系統加以結合，保障像片控制的效果，經由處理以后的數字影像，能夠直接經由相關的傳輸系統，實時傳輸至地面工作平臺，有關人員可以直接根據所獲得的影像數據等，進行兩組數據的對比與轉換，獲得被測區域內的具體情況。

2.6 航空攝影的立體采編測量

在城市地形圖測繪中應用無人機航空攝影測量技術時，重要的環節是要做好立體采編測量。當所有的測量工作結束以后，對地形測量數據的統一采編具有必要性。無人機航空攝影測量技術所獲得的測量數據精度較高，但是，為保障地形圖測繪的質量，有關人員需要在后期加強對節點工序數據準確性的分析與處理。當無人機收集了所有的測繪數據以后，需要進行等高線、水涯線的手繪處理，尤其是要對一些存在誤差的數據等實施特殊標記與處理，提升地形圖測繪的準確性。

3 結束語

近年來，隨著生產生活的進行，在城市發展與工程建設中，對于各種測繪數據的精度要求等越來越高，為提升測繪的效率與質量，在測繪工程中，需要加強對新型測繪技術的應用。航空攝影測量作為一種新型的測量技術，其具有測繪的技術優勢，在城市地形圖測繪中得到了普遍的應用，能夠提升地形測繪的可靠性。