無人機航空攝影測量技術在地形測量中的應用與實踐

李 娟

（甘肅省地質礦產勘查開發局第三地質礦產勘查院，甘肅 蘭州 730050）

在我國經濟高速發展的時代背景下，各個行業相繼增加了對地形圖的需求。傳統的地形測量中主要采用全站儀、經緯儀等，還有近些年興起的GPS、RTK來進行野外數字測圖。這種傳統的地形測量方式前期投入人員相對較多，工作效率低下。在實地測量過程中還面臨著許多困難，比如有些山區GPS無信號等。因而借助無人機航空攝影測量技術能夠充分利用其速度快，成本低，效率高，精度高等諸多優勢，全面提升中小區域地形測量的質量。

1 無人機航空攝影測量技術概述

無人機航空攝影測量技術是在傳統航空攝影測量的基礎上逐漸發展起來的一種新型技術。其中集成了遙控遙測技術，高空拍攝，視頻影像傳輸及處理等一系列的技術，主要是由航拍設備，機載雷達，紅外傳感器組成的無人機，由飛行控制軟件，航線設計軟件等構成的地面控制站，其中還包括了機載處理系統以及地面處理系統等相關的數據處理系統。而在實際的操作過程當中，飛行平臺是以無人機作為基礎，其中搭載了專業的數字航測設備來進行拍攝和記錄相應的數據信息[1]。在無人機航空攝影測量技術的實際應用中，主要是借助航空技術，設計航空攝影，數據采集，外業調繪等諸多步驟來實現無人機航空攝影測量的控制工作。與傳統的地形測量技術相比，無人機航測系統具有機動靈活、高效快速、精細準確、作業成本低、生產周期短等特點。在后期可以通過數據處理系統進行加工，結合國家的相關規定和航測標準制做各種比例尺地形圖。

2 無人機航空測量技術的應用實例

2.1 測區概況

測區地處青藏高原的東北端，甘、青、川三省交界處，東連卓尼縣，南靠碌曲縣，西接夏河縣，北臨臨夏州和政、臨夏縣。平均海拔2960m，年均氣溫1.7℃，結合測區1:500大比例尺地形圖航測項目，對無人機航測技術在外業實際作業中的應用做了具體闡述。

2.2 無人機航空攝影

綜合考慮到本次測繪地區地形起伏較大，氣候不穩定等綜合因素的影響，在本次無人機航空攝影測量技術的應用中采用工作效率高，數據效果好的CW-10小型固定翼無人機來完成相應的航測工作。這次作業使用CW-10搭載總像素1.2億的五拼相機進行原始影像獲取，使用差分GPS方式獲取影像外方位元素，完成三維建模和立體測圖。CW-10搭載五拼相機，只需一條S形航線即能覆蓋被拍攝物體所有外表面，一次航飛同時獲得傾斜與正攝兩套完整數據，相機成像質量有保證，成圖三維效果好。為了全面提高本次航測結果的準確性，降低成本，在本次任務執行過程中，分4個不同架次拍攝，無人機將飛行共計8條不同航線，實際航飛面積控制在5.5km2。為了提高地形測量的精度，在測區共拍攝了452張無其他遮擋，圖片色彩清晰，圖片色調正常且沒有明顯反差的不同航空影像。

2.3 像片控制測量

為了提升所獲取相片的質量，在本項目開展過程中，通過區域網布設像控點。同時，在無人機航空攝影測量工作開展的前期結合地形條件和氣候條件以及飛行架次將整個測量區域劃分為多個網區。為了保障各測區的相關數據都能夠準確的獲取，在實際的測量過程當中還需要部署相應的平高控制點，保障每一對像控點能夠分布在標準點[2]。在區域網的凹凸角增加平高點，適當調整其測量的范圍，從而提高測量的精度。在測量過程當中考慮到測區地形因素對測量結果的影響，除了實現像控點的聯測之外，還需要結合若干網區的地形狀況來測定高程控制點，以此提升像片控制測量的質量。

2.4 空中三角測量

空中三角測量主要是利用專業的航測數據處理系統來進行相應的數據處理工作。航測數據處理系統在實際使用中不需要人工干預，同時能夠完成內定向，相對定向，構建區域網，連接模型，加密點成果處理等一系列的步驟。該軟件最大的優勢在于速度更快，精度更高等優勢，能夠有效提高測量的精度和質量，同時能夠滿足基本的測繪需求，以保障測量結果的真實有效性。在具體的實踐操作過程中，該軟件系統能夠基于影像的內容實現自動空三計算原始影像的相關參數和具體位置。在原始數據處理的過程中，能夠結合獨特的區域網平差優化技術，得到相應的空中三角測量成果。

2.5 數據采集

在本次地形測量中主要是通過無人機航拍攝影測量技術來實現相應的數據采集工作。為了提高數據采集的質量，且能夠保障所采集到的數據能夠準確反映若干區域網真實的位置信息和數據信息，在測量過程中選MapMatrix這一新型的數字攝影測量系統來采集相應的數據信息。在數據采集中采用所見即所得這一方式理念來獲取數據信息，通過相應的立體模型來進行數據信息的全要素采集。而在數據處理和分析的過程當中，主要是借助相應的立體模型，數字線劃圖和數字正射影像來制作相應的數字產品，從而達到最終的區域測量目標。

2.6 外業調繪

與傳統的測量技術相比，無人機航拍測量技術的工作效率更高，但在實際的操作過程當中發現由于受到地形氣候等眾多客觀因素的影響，難以進行全面的采集地形信息。而為了全面提升地形測量的精度和準確度，在實際的測量過程當中，還可以通過外業補測和外業調繪等相關工作以加強無人機測繪結果的校驗。因而在實際操作過程中，需要相應的工作人員能夠明確測量的難點和困境，在實際的測量過程當中能夠準確找到高隱蔽性區域，進行人工外業補測，從而保證測區內測量的精度，全面提升無人機航拍測量的整體成效[3]。作業人員可以根據回放來調取信息圖，明確存在問題的區域，采取積極的措施進行補測和修測。而在修正的過程中還需要以內業測圖為基礎，及時的校驗，不斷更新數據信息和地理信息。

3 結語

總之，在我國地形測繪工作開展的過程中，借助無人機航拍攝影技術，能夠實現測繪技術方面的革新。同時，充分利用無人機航拍攝影技術的優勢，以全面加強地形信息的獲取和處理，為地區的城市規劃和基礎設施建設提供相應的數據信息作為保障。這就需要地形測繪人員了解無人機航空攝影測量技術的優勢和內涵，不斷創新測繪的形式，實現測繪活動的自動化，智能化，推動我國無人機航測領域的發展。