無人機攝影測量技術在數字化地形測量的應用初探

祝孫喜

（湖南省地質測繪院，湖南 長沙 410000）

無人機與傳統風機相比，其在功能、尺寸上都十分特別，在進行小面積和比例尺數字化地形測量中優勢顯著。同時，因為無人機體積小，造價低，對其進行應用，具有不錯經濟效益，因此，無人機攝影測量技術深得人們喜愛。

1 無人機攝影測量技術

無人機攝影測量技術作為近幾年出現的一種先進技術，其在具體應用期間具有精度高、效率高等多項優勢，這也使無人機在相關行業中得到了飛速發展，而且取得不錯應用效果。測繪人員在利用無人機進行攝影測量時，為了確保最終測量經過精準性，要對像控點分布進行明確，進而獲取到更多信息資料和攝影圖片，提高測量結果精度，無人機攝影測量技術的應用流程如圖1所示。

2 無人機攝影測量具備的特點

2.1 可靠性高

無人機攝影測量一般都在50m～1000m內高度飛行，通過近景航空攝影完成相應測量，測量精度能夠達到0.1m～0.5m，這能夠滿足我國在數字化地形測量作業開展在精度上要求。通過對無人機進行應用，拍攝作業能夠采取可視化方式操作，可以精準顯示拍攝區域、位置、飛行軌跡、海拔高度等各項內容。采用無人機攝影測量任務包括飛行、拍攝等[1]。利用無人機完成相應拍攝后，可以通過系統圖顯示無人機在攝影測量時飛行任務，這也就為分析遺漏拍攝點和拍攝重疊區域工作的進行提供便利條件，為施工人員開展各項工作提供支持，快速找到需要補拍區域，進而使采用無人機進行攝影測量精度能夠得到進一步提高。

2.2 安全性強

采用傳統衛星遙控技術進行應用，完成相應測量工作，測量作業開展容易受到地形、云層等各項因素影響，這勢必會導致最終測量結果存在嚴重誤差，而且也會對飛機駕駛員、科研人員安全造成威脅[2]。為了使這一現狀能夠得到改善，在具體測繪作業開展期間，要合理應用無人機攝影測量技術，通過對該項技術進行應用，提高測量效率、精度，進而為后續各項工作順利開展，安全性提供保障[3]。

2.3 靈活性高

無人機攝影測量技術在具體應用期間受氣候、地區影響影響相對較低，這也就保證測量作業在開展提供支持，確保測量作業靈活性。同時，采用無人機攝影測量，15min就能夠實現起飛，而且操作簡單，通過對無人機進行攝影測量，一天能夠完成超過200km2地形攝影測量。

3 無人機攝影測量技術的具體應用

3.1 航攝測量測圖

攝影測量中對無人機進行應用，作業原理就是通過對固有地形和地物進行應用確定三維坐標，而且要精準記錄。將收集到的各項信息內容都精準的輸入到計算機中，再采用軟件處理數據信息，最終通過地形圖顯示，在整個操作中，要合理應用幾何反轉技術[4]。

3.2 無人機航空攝影

3.2.1 設計航線

航空攝影作業開展中采用無人機技術，要先依據具體情況設計航線，具體設計時為了確保最終設計合理性，要設置6個平高點對于不同對點在設置上都必須嚴格依據相應標準開展，具體情況如表1所示。

表1 不同對位點的設置標準

3.2.2 航空攝影

航空攝影開展最好在覆蓋區相對較小區域內開展，為了提高影像清晰度和圖像質量，航空攝影最好在晴朗天氣環境下開展，減少霧、風沙等不良天氣帶來的不良應影響[5]。

3.3 科學布設測量像控點

3.3.1 區域網布點作業

進行區域網實施布點時，要根據航線防線布設四條極限，如果測量區域地形較為復雜，為了確保測量作業順利進行，提高測量精準，要設置六條基線。

3.3.2 測量像片控制點

測量像片控制點需要注意的要點主要體現在以下幾個方面：第一，利用網絡PTK測量流動站時，要確保CORS范圍內開展操作，而且要實施與中心控制站中相關數據內容合理傳輸[6]。第二，通過對測量手薄進行應用，設置像片控制點中的各項參數內容，保證各項內容精準無誤。第三，保證PTK作業站始終都保持良好狀態。第四，一般來說，為了確保測量結果精準無誤，保證測量數據能夠精準反應實際情況，觀測測量要進行三次，同時，要對獲取到的各項數據內容進行全面審核，做好核對作業。

3.4 測量測圖方法

現階段，我國采用無人機進行攝影測量可以采取下列方法開展：

3.4.1 全能法

該方法適合應用在山地地區測量，能夠提高地形圖精準性合理性，更好的完成測量作業。同時，也可以采用立體測圖儀，測量微小地形結構，最終得到精準地形圖。

3.4.2 綜合法

該方法就是對平板儀進行應用，判定高程和等高線，采用無人機開展攝影測量，最終得到詳細地形情況。

3.4.3 分工法

該方法在主要時應用在丘陵地帶，工作原理是通過平面位置和高程分求方式，完成相應測量作業。分工法與全能法應用具有相似之處，也采用立體測圖儀，采取地形數據，最終獲取到測量區域內的地形圖[7]。

3.5 空中三角測量

空中三角性測量核心目的就是確定標記位置，并且完成相應糾正處理，而且還要確定測量作業中涉及到相應數據，在對這種技術進行應用前，要準備好相應測量材料與設備，在材料與設備準備時，要確保材料與設備性能都可以達到要求標準，只有這樣才能滿足作業需求。

3.6 制作數字化測圖

進行數字化測圖制作業開展主要包括以下兩項內容：

（1）業內工作：業內工作開展就是隨三角形測量技術進行合理應用，完成對地形測量期間的控制點、高程、坐標等各項內容定位，進而為后續相應工作開展提供強有力支持。

（2）業外作業：業外作業就是測繪照片，測量控制點，綜合測量地形圖等各項工作。此外，工作人員在進行測量時，對于完成的地形圖，要依據實際情況接邊處理，完成接邊操作后，要由制定人員對測量結果進行審核，要保證測量結果有效性，快速完成各項工作。

4 測量拍攝作業與質量檢查工作開展

4.1 無人機航拍

4.1.1 無人機起飛前的檢查作業

安全是確保采用無人機進行航拍時必須重點考慮的一項內容，在無人機起飛前，工人員要對無人機性能進行全面檢查，確定無人機通過否檢查，滿足作業需求，只有才能讓其起飛。檢查作業主要包括以下內容：第一，檢查滾轉。保證滾轉角與陀螺零點準確無誤，并且要保證右滾數值始終都為正數。第二，檢查俯仰。確保脫落零點與俯仰角都是向上正值。第三，檢測水平。安裝無人機飛控系統時，要依據無人機情況，科學設置俯仰與滾動角度，采取合理方式進行科學設置，通過合理設置，實現對無人機飛行的有效控制，確保無人機穩定飛行，提高航測數據精準性。第四，檢查轉速。通過手動方式轉發動機，在發動機轉動期間，作業人員要對地面站是否出現了提示轉速進行觀察。第五，檢查空速。檢查人員用手對空速管前氣流進行遮擋，若數值處于“0”附近，則表示設備性能良好，可以對其應用應用，若檢測人員堵住空速管，若數值出現了顯著提高或發生改變，表示設備性能良好。第六，檢查GPS定位情況。控制啟動到GPS精準定位時長不得超過60s，如果進行定位時，整體時長超過了300s，作業人員要對采用的GPS天線性能進行全面檢查。

4.1.2 地面站監控

無人機起飛升天之后，地面站則開始對無人機在飛行情況進行全面監測，同時，操作人員還要對無人機飛行高度、線路等各項內容進行全面觀察，對其飛行狀態是否正常進行明確，在觀察期間，若發現無人機在飛行出現了異常，必須針對出現異常情況，及時處理，確保無人機在飛行時的穩定性與合理性。

4.1.3 現場數據處理

通過對無人機完成相應攝影測量作業之后，作業人員要對現場獲取到的各項數據進行全面整理，完成相應采集作業。主要包括內容有：無人機在行測試各條航線記錄的各項數據值與無人機實際飛行影像數是否一致，影像數據與曝光點數是否一致。同時，存儲原始數據，在確保影像足夠清晰基礎上，完成對各項數據內容的整理，完成上述處理后，依據航測線，進行航線影像裝載，確保數量相同。

4.2 做好質量檢查作業

利用Smart Vision Space 近地空攝影測量系統快速檢查航攝成果質量，完成相應檢查后，要對輸出記錄進行全面檢查，對于不達標影像，要對相關記錄內容進行完善。利用該軟件可以計算航向重疊度與旁向重疊度，同時，通過自動方式完成結果報表檢查。同時，現場航攝負責人要依據檢查記錄，確定重飛或補飛區域。

5 結語

無人機攝影測量技術在許多行業中都得了廣泛應用，特別時是在測量地形中，該項技術發揮著重要作用。可見，相關人員要提高對無人機攝影測量技術重視，加強對技術的探究，提高技術先進，更好對其進行應用。