無人機航空測量在地形測繪中的應用

董建剛 聶關宏 林友濤

中國葛洲壩集團第一工程有限公司 湖北宜昌 443000

1 無人機航空測量概述

1.1 無人機航測技術內涵

該項技術是我國當前主要發展的新型地形測繪技術手段，其是以無人機來作為主要的飛行平臺，并通過利用分辨率較高的數碼相機等一些先進的設備來作傳感器，借助3S測繪技術在整個測繪中對有關數據和信息進行收集和整理，從而對地形進行測繪，涉及到遙感測繪技術、地理信息測繪技術以及全球定位測繪技術三大系統的主要內容的地形圖新型測繪技術方式。與以往地形測繪技術進行對比，無人機航測技術在整個應用過程中，不但具備較低的成本、靈活性較強、結構也很簡單等優勢，同時其測量的精準度也很高、工作效率也比較高，可以在一定的范圍內滿足我國當代地形測繪工作要求。

1.2 無人機航空測量在地形測繪中的優勢

1.2.1 響應能力強

眾所周知，在無人機航空測量技術的實際應用過程中，由于無人機機械設備大多處于低空飛行的良好狀態，因此不會受到不良天氣狀況和大氣環境的消極影響，能在極大程度上精確快捷地采集到所需測量數據，并增強對所需測量數據的響應能力。與此同時，無人機航空測量技術可進一步借助當地局域網和計算機系統對所得到的數據信息資料進行實時有效的傳輸，借此方式快速有效地幫助地形圖測繪人員獲取航空拍攝相關數據信息和測量數據，進而快速繪制所需地形圖。

1.2.2 數據獲取及時

通常情況下，無人機航空測量技術和數碼相機相匹配，不僅擁有對飛行條件要求較低和對地形條件要求較低等獨特優勢，更能在極大程度上快速獲取詳細的地表影像資料。因此，無人機航空測量技術所采集的數據信息準確度和精準度較高、科學性較強，其數據傳輸運行的速度較快，可進一步借助數字化圖像將所采集到的相關數據信息轉化為三維可視化攝影圖像，方便地形圖測繪工作人員利用相關的數據圖像資料進行可視化操作，進而為地形圖的勘察繪制和實際應用奠定堅實的基礎。此外，無人機航空測量技術還可進一步與衛星遙感技術和航空攝像測量技術等聯合使用，為提升地形測繪數據結果的準確性和科學性做鋪墊[1]。

1.2.3 機動靈活性

一方面，無人機航空測量技術在其系統內部安裝了精度較高的數碼相機設備，該設備能夠采取傾斜拍攝或垂直拍攝等多樣化的拍攝方式。因此，哪怕沒有專業的較為平整的起降區域，無人機航空測量技術仍舊可以正常地開展實際拍攝工作，為地形測繪提供科學準確的數據信息。另一方面，和傳統的航空測量技術相比，無人機航空測量技術可依照實際拍攝需求事先對無人機設置相應的飛行航線，采用全線自動飛行的模式使無人機設備能夠在不良運行狀況下保持較高的拍攝精度和準確度。

2 無人機航空測量在地形測繪中的應用

2.1 布設控制點

首先，應用無人機航空測量技術對控制點進行布設的方式主要包含全野外布點、非全野外布點兩類形式。前者具有很高的精準度，對于外業的工作量則很大；后者具有更高的工作成效，能夠很好地滿足各類精度的需求，其應用更為廣泛。其次，在布設控制點時，我們可以選取無人機航測影像中重疊部位的中線位置來進行相應的布設工作。在具體操作實施過程中，邊緣的位置不易選擇，由于邊緣影像部位常會出現數據失真的狀況，邊緣位置選取時在內業處理標記的環節，常會出現錯誤判斷的不良情況[2]。

2.2 影像數據的采集與整理

影像數據信息的采集在整個測量過程中是最為重要的基本環節，該項工作的完成需要提前做好無人機起飛前的準備。其準備工作包含以下幾個重點環節：首先，要保證無人機的指南工作系統要滿足一定的精準度，對無人機的SD卡進行安裝并檢查，并對相應的數據進行整理和保存，確定其功能；其次，想要確保無線信號能夠收放自如，需要對無人機接收信號的功能進行一定的檢查；最后，我們利用ALtizuree功能軟件，對無人機所測區域或是航線位置進行設定。

2.3 空三加密測量

在完成像控點布設的基礎上，按照航測方案進行測繪區域航拍影像數據的采集工作，按照設計的航線方向、旁向重疊度和航向重疊度執行飛行任務。但是在執行影像數據采集工作過程中，由于地形變化較大，植被遮擋等問題的普遍存在，導致測繪區域范圍內的部分區域無法獲得相應的影像數據，進而在影像數據中出現“留白”現象，降低了無人機航測技術的測量精度。為了有效地消除上述原因的出現，需要進行空三加密測量流程，該方法是以航拍影像數據中的方位元素進行準確預算為基礎提出干擾因素的方法，可以有效地彌補因“留白”等問題而造成精度降低的缺陷[3]。

2.4 繪制地圖

地圖繪制是測繪工程中的最后環節。將數據進行計算完成后方可得到相應的DOM數據，利用ArcGIS功能軟件將各個數據進行相應的輸入工作。在應用ArcGIS功能軟件中，可將樹林和橋梁等相關事物做好分層模型的建設工作。同時，我們還可以將攝影測量矢量化之后的主要特征，依照該功能軟件得出的數據，對地貌特征再進行相應的比較，得出準確圖形。值得注意的是測繪區域地形、地貌的高程數據獲取方式，是將DSM軟件所得到的數據，以及實際的地貌測量高程數據進行合并，將這兩者同時輸入到ArcGIS功能軟件中，進行完善的計算之后，生成CAD圖像。

3 結語

綜上所述，無人機航測技術在不同領域的應用較廣，在我國地形測繪方面也具有廣闊的應用前景，不但能夠提升測繪工作的基本效率，還能夠節省投資成本，獲取更為準確的數據信息，從而促進我國地形測繪工作的順利實施。