無人機攝影測量技術在數字化地形測量的應用研究

doi：10.3969/J.ISSN.1672-7274.2025.06.048

中圖分類號：P231；V 279+.2 文獻標志碼：A 文章編碼：1672-7274（2025）06-0144-03

Research on the Application of Unmanned Aerial Vehicle Photogrammetry Technology in Digital Terrain Surveying

LIU Shihang （Sichuan Surveying and Mapping Geographic Information Bureau Surveying andMapping TechnologyServiceCenter，Chengdu 61oo36，China）

Abstract： Land resources are the most basic strategic resources，and conducting topographic surveys is one of the key measures to ensure efficient development of land resources. Unmanned aerial vehicle photogrammetry technology is anew type of measurement technology developed based onadvanced digital technologyand remote sensing technology，whichcanasist in theautomation transformationof terrain measurement work，improve terrain measurement accuracyand quality.In the new era of digital and intellgent development in terrain measurement， relevant departments need to studyand atach importance to unmanned aerialvehiclephotogrammetry technology，and improve the levelof terain measurement through unmanned aerial vehicle photogrammetry technology.This article analyzes the advantages of unmanned aerial vehicle photogrammetry technology in digital terrain measurement，and summarizes and elaborates on specific application strategies.

Keywords： drone; photogrammetry; digitization; topographic survey; application

地形測量是國土資源管理的重要內容，是指通過測繪技術對土地資源的位置、面積、形狀、權屬等相關信息進行測量計算，從而得到各項相關數據用于后續分析，為土地用途、等級評定提供參考。近年來我國對于地形測量要求不斷提高，如何確保測量質量，提高地形測量自動化程度是未來發展的必然趨勢，針對無人機攝影測量技術在數字化地形測量中的應用需要相關加以研究。

1 無人機攝影測量技術概述

1.1無人機攝影測量技術的內涵

無人機攝影測量技術的優勢在于自動化、智能化程度高，將無人機攝影測量技術與地理信息系統、高精度攝影設備結合使用，能夠有效提高測量精確度和質量。無人機攝影測量的具體參數限定要求如表1所示。

1.2無人機攝影測量系統的組成

（1）地面保障系統。地面保障系統包括設備檢測裝置、安全設備、運輸裝置和緊急處理裝置等，用于為無人機航空提供基本保障措施。

（2）地面監控系統。地面監控系統包括無線電遙控裝置、信號接收裝置、供電設備和監控軟件等，主要功能是使無人機按照設置路線飛行，并對無人機進行實時監控，根據航行情況對無人機進行實時控制。

（3）數碼相機系統。數碼相機系統是實現自動攝影的關鍵，主要由高精度數碼攝影機和各類附設裝置組成，用于完成航空攝影測量任務。

（4）飛行控制系統。由控制板、空氣傳感器、速度傳感器、轉速傳感器組成，采用INS和GPS系統實現無人機自動導航、飛行、定位。

（5）數據傳輸系統。分為空中數據傳輸系統和地面數據傳輸系統兩部分，空中數據傳輸系統由數據傳輸裝置、天線、數據接口、高清攝像頭和圖傳發射模塊五部分組成，地面數據傳輸系統由數據傳輸天線、電臺和計算機系統組成，數據傳輸系統是無人機實現實時通信傳輸的關鍵。

2 無人機攝影測量技術的優勢

2.1操作簡單

無人機設備具有操作便捷的優勢，對于操作人員的業務能力要求非常低，傳統地形測量多采用人工勘測，因而對測量人員的勘測能力和職業技能要求非常高，容易因各種因素影響地形測量質量。無人機攝影測量的自動程度高，能夠有效提高測量效率、減少人力成本，工作人員只需要通過控制中心實時監控無人機航空安全即可，因而與傳統地形測量相比，無人機攝影測量技術具有更高的效率和效益。

2.2測量效果好

除操作簡單、效率高外，無人機攝影測量還具有精度高、測量質量高的優點。無人機具有非常高的響應速度和精確性，因而穩定性高、效率高，能夠有效縮短地形測量時間。同時無人機搭配的高精度數碼相機能夠滿足不同場景、環境的攝影需求，因而采用無人機攝影測量技術開展地形測量工作具有非常高的測量質量。除此之外，無人機攝影測量技術還具有應用靈活性高、適用范圍廣等優勢，在任何野外環境、極端環境中都能夠正常穩定運行。因而對于地形測量工作而言，采用無人機攝影測量技術能夠有效確保測量工作得以順利開展，同時能夠起到提高測量質量和精確度的效果。

2.3使用靈活性高

無人機攝影測量具有非常高的靈活性。在地形測量中需要測量人員保證測量結果真實、精確，無人機攝影測量的適用性高，能夠在任何環境中開展攝影測量。由于無人機對航空環境要求低，即使在惡劣、極端環境下也能保持穩定飛行，因而攝影測量質量非常高。無人機還能夠按照設定路線自動飛行，并在實際飛行中根據實際情況選擇最適合的航行路線和攝影角度，因而無人機攝影測量技術在實際應用中的靈活性非常高[]。

2.4成本低

無人機攝影測量技術與傳統人力測量、直升機航空測量相比，在成本支出方面具有更多優勢。通常無人機攝影測量技術使用的無人機設備具有體積小的特點，因而對于飛行平臺的要求也比較低，同時測量全過程不需要額外采用人力成本，因而在測量效率和成本控制方面也遠比人工測量更好，由于無人機攝影測量具有成本低、效率高、質量好等優勢，因而近年來在我國地形測量工作中的應用頻率也非常高。

3 無人機攝影測量的常用配套技術

3.1 GPS技術

GPS技術是指全球定位系統，通過全球定位系統能夠對測量區域的地質、地形相關信息進行精確測量，根據傳輸信息對地質環境的實時動態進行成像。GPS技術在無人機攝影中能夠起到非常好的輔助效果，幫助無人機實現精確定位、實時監控，同時還能夠提高測量精確性和質量。通過GPS技術有效提高地籍測量的時效性和效率，為后續土地資源規劃和開發提供更好的保障。

3.2 RTK技術

RTK測繪技術是新時代地籍測量工作中常用的檢測技術，多與GPS技術聯合使用。RTK測繪技術也被稱為RTK實時差分定位技術，RTK技術能夠通過三維坐標來處理測繪數據。RTK技術能夠將數據通信技術與GPS技術進行有效整合，從而提高測繪信號傳輸的穩定性和精確度，在各類野外環境及較為惡劣的環境中均能夠起到較好的測繪和數據傳輸效果。RTK技術的原理是通過基準站、數據鏈和流動站建立數據連接，由基準站將觀測數值和GPS坐標信息傳輸給流動站，流動站測繪對不同觀測站所收集的信息數據進行差分處理，通過觀測數據和坐標位置進行測算，從而得到具體定位。RTK測繪技術能夠實現厘米級別的定位測算，具有非常高的精確度，通過RTK實時差分定位技術能夠幫助無人機實現對各類野外環境的精確地形測量。除此之外利用數據通信技術和網絡RTK通信系統還能夠提高數據傳輸質量和穩定性，從而確保無人機在不同野外環境中數據信息的穩定傳輸，確保無人機攝影測量得以穩定運行[2]。

3.3遙感技術

遙感技術的原理是利用傳感器設備從遠距離收集地理信息數據。通過無接觸方式完成測繪工作。遙感技術使用衛星或航空器攜帶的傳感器，捕獲和記錄電磁波譜中的各種波段信息，以監測和分析地球表面及大氣層的特性。目前遙感技術多與無人機攝影測量技術搭配，成為國土資源管控、地質分析、環境檢測和城市規劃中的重要技術。目前市場環境中較為常見的影像處理技術包括特征融合處理和貝葉斯法處理兩種，首先將人造衛星采集的信息數據通過電磁輻射的方式傳輸至分析中心，由計算機對數據進行可視化呈現，而后通過測量目標地圖與生成的影像進行對比即可獲取測繪信息加以利用。通過遙感技術能夠對復雜環境進行數據采集，并將數據信息通過圖像的方式進行呈現，以供相關人員分析。遙感技術具有精度高、適用性強等優點，因而在新時代地籍測繪工作中得到廣泛應用。

4 無人機攝影測量技術在數字化地形測量的應用

4.1攝影測量準備

在攝影測量前需要工作人員提前準備，對測量區域進行精確劃分，明確區域網的圖像布控點。通常在地形測量工程中圖像布控基線往往選定為4條，而如果測量區域情況特殊，如山區、森林覆蓋率較高的復雜地形中需要額外增設布控基線，從而確保圖像精確。無人機攝影測量的具體流程如下圖1所示。通常區域圖像布控點的選定需要通過GPS系統、RTK技術等先進技術加以處理。在明確測量區域并做好布控基點劃分后，工作人員還要根據需要收集的數據選擇不同測量精度的傳感器，并對傳感器和無人機設備進行調試，確保設備能夠穩定運行。在無人機航空前需要工作人員在地面選定通信點，并提前將各項地面監控設備和數據傳輸系統安全調試完成，而后通過網絡RTK技術建立信息傳輸體系，并將數據控制中心與服務控制中心進行連接，確保地形測量數據得以穩定、高效傳輸[3]。

4.2空間三角測量

空間三角測量的原理是在測量目標點某一方位選取固定基準線，計算測量點與某一端點之間所形成的角度，以此來推算出測量點與測量目標之間的距離。三角測量技術在實際應用中需要在測量區域中設置加密點，加密點盡可能選擇測量區域內較為顯著、突出的位置，并在布設時嚴格把控各個加密點之間的距離，確保加密點在地圖上的距離在 1km 以內。在空間三角測量中無人機傾斜攝影測量技術是常用的攝影方式，在無人機上設置一個角度傾斜的攝像機來實現不同角度的拍攝測量，通過傾斜攝像機能夠從不同角度進行攝影，同時傾斜攝影機與常規攝影機之間還能夠形成三角空間，從而將需要進行拍攝的區域進行精確劃分。通過三角測量技術可以將拍攝區域中的元素進行三維建模，從而使測繪人員可以從各個點來進行測繪工作，彌補了傳統測繪技術的單點局限性[4]。

4.3地形測量數據分析

在無人機獲取地形測量數據后，通過通信技術將采集數據傳輸到地面控制中心，工作人員通過信息設備即可第一時間對采集數據進行分析利用，如采用CAD等繪圖軟件進行分析測繪，對信息數據進行數字化建模，從而將信息數據轉換成圖像信息。將傳輸數據通過自動配置的方式加以處理，從而得到DSM數據并生成圖像，而后工作人員還需要通過數據濾波對圖像進行進一步優化，確保圖像質量滿足測量要求。確認無誤后對圖像測量模塊加以優化，確保最終圖像數據完全真實、正確后，即可將影像數據保存記錄[5]。

5 結束語

綜上所述，新時代地形測量成為我國國土資源規劃和環境分析的重要途徑，而在地形測量中使用無人機攝影測量技術能夠顯著提升測量工作的自動化、智能化程度，提高測量質量和效率。因而相關人員需要加強對無人機攝影測量技術的研究，利用無人機攝影測量技術推動我國地形測量工作實現數字化轉型升級。

參考文獻

[1]王望.數字化地形測量中無人機攝影測量技術的應用[J].電子測試，2024（1）：83-86.

[2]南明.無人機攝影測量技術在林區數字化地形測量的應用[J].數字農業與智能農機，2024（1）：120-123.

[3]曹政偉，章郭健.無人機攝影測量技術在數字化地形測量的應用[J].農業開發與裝備，2023（10）：143-145.

[4]蔡安宏.無人機攝影測量技術在數字化地形測量的應用探討[J].科技資訊，2023，21（17）：136-139.

[5]楊虹.無人機攝影測量技術在數字化地形測量的應用[J].新型工業化，2022，12（5）：226-229.