無人機(jī)航空攝影測量技術(shù)在地形測繪中的應(yīng)用

摘要：在地形測繪工作中，通過航空攝影技術(shù)采集各種地理信息是重要的測量技術(shù)。近年來，無人機(jī)技術(shù)在我國的發(fā)展十分迅猛，發(fā)展出利用無人機(jī)技術(shù)開展航空測繪的新型測繪技術(shù)。這種技術(shù)應(yīng)用更加靈活便捷，顯著提高了測量效率，也提高了地形測繪工作的安全性，因此，在地形測繪領(lǐng)域具有良好的發(fā)展前景。

關(guān)鍵詞：無人機(jī);航空攝影;測量技術(shù);地形測繪

一、無人機(jī)航空攝像測量技術(shù)在地形測繪中應(yīng)用優(yōu)勢

1.1響應(yīng)能力強(qiáng)

在無人機(jī)航空攝像測量技術(shù)應(yīng)用過程中，由于大多為低空飛行的模式，其可以脫離不良天氣狀況的影響，從而達(dá)到良好的數(shù)據(jù)響應(yīng)能力。而無人機(jī)航空攝像測量實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪Ｊ剑部梢员ＷC階段地形測繪過程中獲得幾百平方公里的航空測量信息數(shù)據(jù)。

1.2數(shù)據(jù)獲取及時(shí)

在無人機(jī)航空拍攝過程中，可在保證傳送影響高精準(zhǔn)性的同時(shí)，將數(shù)字化圖像轉(zhuǎn)化為三維正攝影影像圖，或者進(jìn)行三維可視化圖像轉(zhuǎn)化。相關(guān)數(shù)據(jù)圖像的可視化應(yīng)用，不僅可以為實(shí)際地形勘測工作提供有效的數(shù)據(jù)支持，而且可以通過與衛(wèi)星遙感、航空測繪等工作的結(jié)合，促使整體地形測繪精確程度得到有效的提升。

1.3機(jī)動靈活性

由于無人機(jī)內(nèi)部具有精度較高的數(shù)碼成像設(shè)備，其具有傾斜、垂直攝像兩種功能，這種情況下無人機(jī)就可以在缺乏專業(yè)起降區(qū)域的基礎(chǔ)上，開展正常的攝像測繪工作。相較于傳統(tǒng)航空攝像技術(shù)而言，無人機(jī)還可以通過預(yù)先飛行航線的設(shè)置，開啟自動飛行模式，從而在不良工況下保證良好的圖像拍攝精度。同時(shí)無人機(jī)可以通過多個(gè)地形測量航拍點(diǎn)的一次設(shè)置，在完成相應(yīng)航拍點(diǎn)數(shù)據(jù)采集過程中將周邊區(qū)域地面情況進(jìn)行實(shí)時(shí)上傳，從而提高整體工作效率。

二、無人機(jī)航空測量技術(shù)

2.1無人機(jī)航空測量技術(shù)工作流程

隨著無人機(jī)航空測量技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，由于其存在很多優(yōu)點(diǎn)，幫助我國工程測量解決了很多難題，促進(jìn)了工程事業(yè)的發(fā)展。在使用無人機(jī)進(jìn)行地面測量時(shí)，通常分為以下幾個(gè)步驟，如圖1所示。

2.2無人機(jī)航空攝影測量技術(shù)工作原理

在使用無人機(jī)航空攝影測量工作中，第一步選擇無人機(jī)類型，以實(shí)際工作為依據(jù)確定適宜的無人機(jī)。在選定無人機(jī)后收集資料，隨后調(diào)試無人機(jī)，對無人機(jī)航空公司攝影路線進(jìn)行設(shè)計(jì)，以保障測量結(jié)果的基礎(chǔ)上制定最簡潔路線，這樣既保障了無人機(jī)飛行航線的安全性，又減輕了工作人員的負(fù)擔(dān)。需要注意的是，設(shè)定路線時(shí)必須對現(xiàn)場勘察。第二步、低空拍攝，以像空點(diǎn)分布情況為依據(jù)獲取相應(yīng)圖片和數(shù)據(jù)資料，再對獲取后的資料進(jìn)行修正與處理。最后、應(yīng)用DEM和DOM處理像控成果，檢查獲取的最終結(jié)果，再制作成DLG，獲得最終信息并檢查提交。

三、無人機(jī)航空攝影測量技術(shù)在地形測繪中的應(yīng)用

3.1 像控點(diǎn)的布設(shè)

在引入無人機(jī)測繪技術(shù)的時(shí)候，應(yīng)該先做好像控點(diǎn)的布設(shè)工作。在整個(gè)技術(shù)應(yīng)用過程中，像控點(diǎn)布設(shè)活動是非常復(fù)雜的，其主要包括區(qū)域網(wǎng)布設(shè)和像控點(diǎn)測量。前者主要需要充分利用平高點(diǎn)技術(shù)，同時(shí)還要設(shè)置四條基線。如果對偏遠(yuǎn)地區(qū)進(jìn)行測繪，至少應(yīng)該設(shè)置六條基線，并且還要布設(shè)至少兩條旁向跨度基線，切實(shí)保證整個(gè)測繪工作的精度。除此之外，當(dāng)測繪區(qū)域呈現(xiàn)不規(guī)則特征時(shí)，則應(yīng)該在區(qū)域網(wǎng)布設(shè)時(shí)，對其拐角區(qū)域額外布設(shè)平高點(diǎn)。后者則需要使用GPS定位、RTK技術(shù)等模塊來實(shí)現(xiàn)整個(gè)工作。這個(gè)過程需要測繪人員靈活使用各設(shè)備與工具，并使用網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)來與GPS-RTK系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)較好的聯(lián)動，保證像控點(diǎn)測量活動的精準(zhǔn)性與全面性。

3.2 空間三角測量

結(jié)合當(dāng)前我國地形測繪活動使用無人機(jī)測繪技術(shù)的實(shí)際情況來看，整個(gè)測繪活動需要使用空間三角測量技術(shù)，保障測繪活動的精度。一般來說，這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用主要是依托于空間三角模型，并結(jié)合相關(guān)理論合理布設(shè)加密點(diǎn)，完成后續(xù)的測量活動。在布設(shè)加密點(diǎn)的時(shí)候，通常要選擇測量區(qū)域內(nèi)比較突出的位置，同時(shí)還要專門標(biāo)記各個(gè)加密點(diǎn)的距離。比如在比例尺為1：1 000的時(shí)候，加密點(diǎn)距離表現(xiàn)在地圖上應(yīng)該控制在1mm以上。在對河道、山谷等區(qū)域進(jìn)行測繪時(shí)，可以考慮提高航測節(jié)點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)高度差，以保證測繪活動的穩(wěn)定性。在完成加密點(diǎn)布設(shè)活動以后，就可以進(jìn)行空間三角測量工作，具體的測量工作包含多項(xiàng)內(nèi)容，主要有前期準(zhǔn)備、定向確定、測量數(shù)據(jù)傳輸。在這個(gè)過程中，各測繪人員應(yīng)該充分控制航測像素精度，并且還要根據(jù)實(shí)際情況來靈活調(diào)整精度控制水平。

3.3 無人機(jī)數(shù)字化測量和繪圖技術(shù)應(yīng)用

通過引入無人機(jī)測繪體系，使整個(gè)測繪工作趨于數(shù)字化與信息化。在獲取各類地形信息以后，先在相關(guān)軟件中進(jìn)行地形數(shù)據(jù)的分析，結(jié)合當(dāng)前我國地形測繪的實(shí)際情況，測繪人員通常使用CAD等軟件來完成數(shù)字化建模工作，并對各個(gè)地形信息進(jìn)行相應(yīng)的轉(zhuǎn)化，為后續(xù)進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)分析提供參考基礎(chǔ)。通常，這個(gè)過程由系統(tǒng)自動轉(zhuǎn)化數(shù)據(jù)和部分人工操作完成。當(dāng)數(shù)據(jù)信息被導(dǎo)入系統(tǒng)后，系統(tǒng)可以通過自動配置來獲取DSM數(shù)據(jù)，并通過數(shù)據(jù)濾波來優(yōu)化DEM地形圖像。然后整個(gè)系統(tǒng)就會依托于之前的工作來優(yōu)化航拍測量模塊，并及時(shí)糾正錯(cuò)誤信息，獲取正射影像。

四、結(jié)語

新型無人機(jī)測繪技術(shù)的應(yīng)用有效提高了地形測繪的工作效率，為我國的城市規(guī)劃、水利交通等基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)以及各種工程項(xiàng)目提供參考數(shù)據(jù)。無人機(jī)技術(shù)在地形測繪領(lǐng)域中的應(yīng)用也使我國的測繪行業(yè)向?qū)崟r(shí)化、全天候以及全天時(shí)方向的發(fā)展，并且能創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，是我國地形測繪技術(shù)的主要發(fā)展趨勢之一。

參考文獻(xiàn)

[1]王磊.無人機(jī)航空攝影測量技術(shù)在地形測繪中的應(yīng)用探討[J].福建質(zhì)量管理，2017（8）.

[2]孫佳.無人機(jī)航空攝影測量技術(shù)在地形測繪中的應(yīng)用探析[J].地球，2016（12）.

作者簡介：姚博（1986.06.14），性別：男;籍貫：遼寧朝陽;民族：漢;學(xué)歷：本科、學(xué)士;職稱：工程師;職務(wù)：工程測量員;研究方向：工程測量、無人機(jī)航測。

（中油遼河工程有限公司環(huán)境工程所?124010）