地形圖測繪中無人機航空攝影測量技術的應用

摘要：地形測繪是工程建設的重點工作，需要全面、準確地采集地形數據，進而繪制高精度的地形圖。無人機航空攝影測量是一種精度高、效率快、成本低的新型地形測量技術，其在地形圖測繪中具備較高的應用優勢。為此，以無人機航空攝影測量技術作為研究對象，對其在地形圖測繪中的應用展開探討，旨在為測繪工作中無人機航空攝影測量技術的科學應用提供參考，進而推動測繪行業的科學化、現代化發展。

關鍵詞：無人機航空攝影測量技術地形圖測繪影像模型

ApplicationofUAVAerialPhotogrammetryTechnologyinTopographicMapping

DENGShaobo

PingxiangLandandSpaceSurveyandPlanningInstitute，Pingxiang，JiangxiProvince，337000China

Abstract：Topographicmappingisakeytaskinengineeringconstruction，whichrequirescomprehensiveandaccuratecollectionoftopographicdatatodrawhigh-precisiontopographicmaps.UnmannedAerialVehicle（UAV）aerialphotogrammetryisanewtypeoftopographicmeasurementtechnologywithhighaccuracy，fastefficiency，andlowcost，whichhashighapplicationadvantagesintopographicmapping.Therefore，takingUAVaerialphotogrammetrytechnologyastheresearchobject，thispaperexploresitsapplicationintopographicmapping，aimingto providereferenceforthescientificapplicationofUAVaerialphotogrammetrytechnologyinsurveyingandmappingwork，andpromotethescientificandmoderndevelopmentofthesurveyingandmappingindustry.

KeyWords：UAVaerialphotogrammetry;Measurementtechnology;Topographicmapping;Imagemodel

土地是城市基礎設施建設的重要資源，加強土地資源的保護、充分利用土地資源，對于城市建設、社會發展、經濟提升均具有重要作用。無人機航空攝影測量技術是新時代背景下，土地勘測的新手段，具有測量精度高、測量效率快的優勢，能夠減少工作人員地形勘測的任務量，還能節約地形勘測的時間成本及人工成本。為加快城市現代化發展進程、確保地形圖測繪工作的經濟性、高效性開展，有必要將無人機航空攝影技術有效應用于地形圖測繪過程，充分展現此技術的優勢，為土地資源的科學利用提供可靠的技術支持。

1無人機航空攝影測量技術的應用現狀

無人機航空攝影技術是在便捷式無人機上搭載高清攝影裝置以獲得測量影像的新型測繪技術，此技術具有極大的發展潛力，對城鎮數字化建設與發展意義重大?，F階段，無人機航空攝影技術的應用范圍不斷拓展，并且誕生了多元化應用形式，應用方向也逐步拓展，在建筑工程、農業生產等各個領域均展現出了良好的應用價值。在我國經濟高速發展的背景下，城市化建設速度逐步加快，許多城市的地區規劃、水利布局工作開展中，需要勘察地貌、了解地形條件，要通過有效手段獲取到精準、全面的地形資料[1]。在此背景下，無人機航空攝影技術逐步引入地形測繪過程，可與數字測繪系統結合應用，能夠獲取到高清的地形影像以及準確的地形數據，可以減少測繪后期資料加工處理工作量，進而優化地形測繪的質量及效率，無人機航拍地圖生成系統運行流程圖如圖1所示。由于無人機航空攝影技術具備較強的信息獲取能力，因而與地形圖測繪工作的實踐應用需求更為契合。此外，此技術具有較高的應用靈活性，操作運行方式簡便且成本相對較低，在測繪行業中的應用范圍越來越廣，未來將成為測繪行業高效、科學發展的重要技術支撐。

2無人機航空攝影測量的關鍵技術

2.1空中三角測量技術

無人機航空攝影技術應用中，最關鍵的技術是空中三角測量技術。此技術主要用于立體攝影過程，需要在野外設置很少的幾處控制點，然后在室內環境下進行控制點加密處理，再對加密點的高程進行計算，并測量平面位置。此技術可為野外控制點不足的地形測繪工程提供具有絕對定向特性的控制點。地形圖測繪中的空中三角測量技術有多種應用方法，如模擬法、解析法、航帶法、獨立模型法、光線束法等。其中，模擬法空中三角測量方法較為常用，需要利用多倍儀等全能型立體測量設備輔助完成空中測量，可在此設備支持下，構建與攝影條件相接近的航線立體模型，然后以測圖為依據布設加密點，進而完成高程、平面位置測定工作[2]。在測量過程中，為獲取到穩定、可靠的地形圖測繪結果，需要合理應用空中三角測量技術，以便運用科學技術促進地理信息系統高效、快捷完成信息處理。在地形圖繪制后，需要深度分析細節、保證測量數據匹配到每一個繪制地點，并完善參數數據與地形圖繪制比例，確保地形圖測繪需求得到有效滿足。因而，空中三角測量技術是無人機航空攝影中必不可少的重要技術之一。

2.2數字線劃圖技術

數字線劃圖技術是便捷實施地圖放大、查詢、量測與疊加等操作的技術，數字線劃地圖所包含的數據體量相對較小，且具有分層功能，可以在較短時間內生成專題地圖，可為地理信息系統的空間分析提供支持，并能利用矢量格式輸出圖形，圖形可以進行隨意的縮放，基本不會出現變形現象。數字線劃圖技術應用時，須以全數字攝影測量為依據，利用對應工作站對收集的地形圖展開系統性測試，還要在特定操作方式輔助下將之有效轉化測量成果。應用此技術時，要把控好幾個關鍵要點：一是在測繪時要獲取準確的地形資料，需要依據資料構建模型，從而保障數字線劃圖分析質量；二是要采取人工方式對數字線劃圖生成過程進行適度調控，進而增強數字線劃圖與資料、影像之間的匹配度；三是在數字劃線圖技術應用時，為保障地形圖測繪工作開展的持續性與規范性，需要引入自動化互動方式，以便得出精準的數據信息，對錯誤目標實施有效的控制；四是成圖前，需要運用特定色彩對不同顏色的圖像要素進行編碼處理，以便清晰標示出圖像要素的位置；五是需要針對性開展測繪人員技術訓練，以免因操作不當而影響地形圖測繪料的全面性與準確性[3]。

2.3數字正射影像模型技術

數字正射影像模型技術是無人機航空攝影完成后，針對航空影像及航拍各環節進行采樣與變形校正的處理方法，可使影像效果符合地形圖繪制的應用標準。應用數字正射影像模型技術時，需要通過無人機低空攝影獲取地形圖的相關信息與數據，并需通過適合的定向方式，正射矯正相關數據，再對攝影圖像進行合理拼接?？刹捎玫亩ㄏ蚍绞街饕腥N，一是內定向，二是相對定向，三是絕對定向，可以確保得出準確、完整的數字正射影像模型結果。在無人機航空攝影測量中，主要是利用數字正射影像模型技術控制測量圖像，以便結合應用圖像數據及信息數據，此技術可與空中三角測量技術結合運用，針對性展開測量結果的分析，準確找出測量區域特征，進而完成測區數據信息的科學處理與有效反饋[4]。在地形圖測量實踐中，應用數字正射影像模型技術的要點在于科學選取基本控制點，防止控制點選擇不當而產生測量誤差，從而影響地形圖繪制質量。數字正射影像模型技術操作流程圖如圖2所示。

3無人機航空攝影測量技術的實際應用

3.1工程概況

某風場建設項目總面積為5000m2，在施工建設之前，需要對建設區域的地形圖進行勘測，并需根據勘測得到的數據繪制詳細、完整的地形圖，從而為風場內建筑物規劃布局、施工作業提供依據。在正式測繪之前，工作人員親臨實地進行了踏勘，發現此項目具備良好的地勢，項目范圍內存在一些農田與道路，外業早期像控點布置條件較為完備，利于后期調繪工作的順暢開展。結合項目方提出的地形勘測要求，地形圖測繪工作人員選用1∶2000大比例尺展開測繪作業，并決定采用無人機航空攝影技術展開地形圖測繪作業，以便提高地形圖測繪的精度及效率，進而繪制出準確、完整的實測地形圖。

3.2無人機航空攝影測量過程

3.2.1空中三角測量

空中三角測量開始前，需要科學制訂空中三角測繪計劃，還需要確定計算機制圖方法，結合本工程實際情況，選用的是無人機航拍家庭照相綜合制圖系統，并結合運用PAT-B波束調節軟件。制訂好測量計劃之后，工作人員需要確定圖像的格式標準，確保測量得到的所有圖像均可向JPG格式轉化，并應科學選用無人機航空攝影裝備，根據項目地形條件、天氣狀況、地形圖測繪要求等多方面因素，選用拍攝清晰度適宜的專用攝像設備。與此同時，工作人員需要科學設置畸變處理程序，這是由于無人機航空攝影所拍攝的圖像邊緣可能會出現畸變現象，為此，需要運用適合的程序進行調整與修復。無人機拍攝到的圖像及獲得的數據，需要在接收后立即錄入系統，科學設置相關參數，從而為軟件自動導向提供支持，以便在測量時能夠清晰展示航跡偏差，并利用自動定位技術快速去除冗余像素點并修改交叉點。最后，工作人員還要及時處理得到的結果，確認獲取的結果與需求標準相符后，再利用軟件對相關數據展開分析[5]。

3.2.2數字線劃圖分析

本項目實施數字線劃圖分析時，工作人員應依托太空遠景全數字攝影測量工作站，運用CAD圖片處理圖件分析處理數字劃線圖，以確保所輸出的模型符合規定要求。在地圖測繪工作開展前，工作人員先創建電子模式，以便精準定位測量位置。由于測繪過程中可能會出現一定的內部測定偏差，因而，工作人員對整個測量過程進行了全面監測，以便增強所有環節操作的規范性，進而有效消除測定偏差。除此之外，測定過程中需要加強位置定位準確性控制，對圖像要素的差異進行分析，并嚴格控制圖像的線型與色彩。數字線劃圖分析研究之前，本項目針對工作人員展開了技術強化培訓，因此在分析過程中，減少了由于操作不當原因導致的誤差。

3.2.3采集正射影像

地形圖測量完成后，需要統計分析所有的有效數據。先采集數據，將無人機航拍得到的影像整合到一起，之后采用加密軟件進行加密處理，最后再向應用系統中傳送。工作人員在對輸入系統的影像資料及數據展開對比分析，進而生成數字表面模型，精準顯示地面上的各種地物，并展示地形高程、地物高度等信息。在此過程中，還需要進行數據過濾處理，細致開展數字高程模型研究，對地勢起伏情況進行分析，并準確判定區域內的河流走向及水流方向。在正射影像采集時，運用了無人機、衛星圖像相結合的制圖技術，得到了完整的正面影像圖，保證了數據獲取的準確性，最終繪制出了準確、完整的地形圖。

4結語

無人機航空攝影測量技術是地形圖測繪的新型技術手段，應用此技術能夠獲取準確的地形信息，可以保障地形圖測繪的質量與效率。在應用無人機航空攝影技術時，要科學應用空中三角測量、數字劃線圖、無人機補測、DOM這4種技術，具體應用實踐中，要注意嚴格把控各個環節的操作，在保證拍攝影像清晰度的基礎上，利用先進的軟件及技術對航拍影像進行科學修復與處理，進而提高地形數據的準確性與全面性，從而繪制出詳細、完整的地形圖，為工程規劃與建設提供可靠的依據。

參考文獻

[1]郭凱，汪旭波，楊榮欣.無人機傾斜攝影測量技術在大比例尺地形圖測繪中的應用[J].測繪與空間地理信息，2022，45（S1）：256-258，261.

[2]徐鵬.探析無人機航空攝影測量在地形圖測繪中的應用[J].西部資源，2022（1）：77-78，81.

[3]趙明哲，王薇娜.無人機航空攝影測量技術在地形圖測繪中的應用[J].工程技術研究，2020，5（20）：250-251.

[4]賴偉超.基于影像/點云建筑工地施工信息快速采集技術研究[D].濟南：山東建筑大學，2023.

[5]丁雪.基于傾斜攝影和點云數據的城市三維建模方法研究與應用[D].阜新：遼寧工程技術大學，2023.