試論無人機航空數字測量技術在地形測繪中的應用

馬娟

摘要：近年來，由于中國的經濟發展速度相當快，不少應用領域都對位置圖科技存在著很大的要求，目前地理環境檢測中較為普遍的方法就是利用GPS聯合全站儀開展野外監測工作，但此類方法效率較低、成本費用也較高，若選擇使用載人大飛機的方法開展航測，則獲得空域過程比較繁瑣，且風險也相當高，相較來講并不具備突出的優勢。但除了以上二類方法，還使用無人機等航空飛行檢測技術則能夠減少其中的弊端，并且具備精確、快捷、成本費用小、工作簡便、位如下圖精確度較高的優勢，特別是在中小范圍內地理環境檢測技術有著非常明顯的優越性，從而展現出了非常關鍵的意義。本章內容著重剖析了無人機飛行測量技術及其在地形測量領域方面的運用，并總結優缺點，期望能夠推動中國無人機航測領域的發展。

關鍵字：無人機;航空攝影;形圖測繪;優勢

一、無人機航空攝影測量技術的特點

（一）快速反應能力。無人機飛行航測一般適用于中低空飛行，而且對所用區域也不是很大的局限，只要在較平整的路面上都能夠實現升空或者下降。在數據的收集上，可以達到對人工飛機無法到達的地方進行測量的功能，每天最多可以收集上百平方公里的檢測結果。

（二）測量范圍廣闊。隨著科技的日益發達，無人機測量技術的使用范圍日益擴大，無人機既能夠在面積較大的高空域中進行大范圍的測量，也能夠在較低空域中開展小范圍的測量，從而集合了各種信息資源，有效完成了對各種信息的采集和管理。同時工作人員還能夠采用多臺無人機一起作業的方法開展測量，從而有效提高了測量數據收集速率，提高了測量的準確性。此外，通過3D技術和無人機測量技術的融合，還能夠直接把所收集的信息轉化為三維模型，從而有效提高了測量工作的品質。

（三）實效性和性價比好。傳統的航天攝影，通常也會面臨存檔的有效性低和得到新圖片的耗時過長的問題。而無人機的飛行檢測設備也并沒有遇到過這個難題，能夠隨時完成拍攝任務。因為相對于衛星或者有人機而言，無人機的飛行檢測設備能夠在極短距離內進行大量數據的檢測，并及時給出所需要發熱結果。而這樣的測量能力是普通人工測量設備無法比擬的，在小區域內，這種方法有著巨大的技術發展優勢。

二、無人駕駛的飛行器及航空攝影等測量技術在測量中的運用

（一）三角測量。根據當前在全國地質測量中普遍采用無人駕駛航空器測量技術的實踐狀況分析，整個測量過程中必須采用空氣三角測量方法，以保證計量活動的準確性。通常，這種方法的運用主要是借助于空氣三角形建模技術，并根據相關概念合理布置密碼點，以完成后續的測量過程。在合理布置密碼點的時候，一般還需要選取測量范圍中最突出的地方，并且還需要專業標注不同密碼點的標準高度差。如在比例尺為1：1000的地方，密碼點高度差顯示在版圖上必須限制在一mm之上。在對河流、峽谷等重要地方開展監測教學活動時，也可考慮提高航測節點之間的標準高程差，以提高監測活動的安全性。在開展了加密點布設教學活動之后，便可開展空間三角監測管理工作，而具體的監測任務則涉及許多方面，主要有前期準備、定向確定、測量數據等。在這階段中，各監測人員都必須全面掌握航測像素精度，而且也必須按照現場狀況來靈活調節精度的水平。

（二）像片控制測量。為進一步提高所獲得照片的品質，在本項目實施過程當中，必須利用區域網進行像控點，同時，在無人機航拍攝影測試工作進行的前期必須根據地質要求和氣象條件，和按照飛機架次把整個測量范圍分割為幾個網區。為保證各測點的相關數據都可以很精確的得到，在實際的測試過程當中還必須部署相應的廣西平果高級中學控制點地區，以保證每一個像控點都可以分配到標準點位上。在區域網的凹凸角增設平高點，并適時調節其檢測的覆蓋范圍，以便于進一步提高測試的準確度。在測定過程當中必須充分考慮到測區地質因素對測定成果的影響程度，除進行像控點的聯測以外，還必須根據周圍若干網區的地質情況來確定高程控制點位，以進一步提高對像片控制測定成果的質量。

（三）無人機數字化監測與制圖技術應用。由于引進無人機飛行測量系統，可以使得整體測量工作過程更加的數字化和信息化。當獲得了各種地形信號之后，要從相應應用軟件中完成對地質數據的分析，而根據當前中國地質測量的實際狀況，測試技術人員通常利用如CAD等應用軟件來進行數字化建模工作，從而對所有地質信號做出適當的轉換，為以后進行圖像統計分析奠定了參考基準。一般來說，這種過程由控制系統手動的轉換數據處理和部分人工運算實現的。當數據信號被輸入系統后，控制系統就能夠根據采用手動配置來獲得DSM數據，或利用數據濾波技術來優化DEM位置圖像。之后，整套控制系統將會依靠于以前的工作經驗來進一步優化航拍測量模塊，從而及時糾正錯誤信號，并獲得正射影像。

（四）無人機的低空航測技術。指無人機利用動力系統實現自主升空，在達到規定高程后完成的空中測量。無人機具有低空航測系統功能，此系統采用高清晰的數碼攝像機，能夠有效提高清晰度，并實現了自動檢校，充分保證了信息數據的真實性。同時，控制系統還能夠利用軟件進行校驗處理，從而有效抑制了偏差，更符合無人機低空航測的實用要求。

三、結語

充分發揮了無人機航拍攝像技術的優越性，以全面加強對地形信息的收集與管理，為地方的城市規劃與基礎設施建設提供了一定的數據信息為保證。這就要求中國地形測量研究人員深刻認識無人機航空攝影測量技術的優越性與內涵，并創新測量的形式，以達到測量活動的自動化、智能化，并促進了中國無人機航空測量領域的蓬勃發展。

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