无人机航空摄影测量技术在地形测绘中的应用

无人机航空摄影测量技术在地形测绘中的应用

魏世丽

无人机航空摄影测量作为一种新型的测量方式，具有成本低、机动灵活、拍摄范围大、工作效率高等优点，发展低空无人机航测是提高测绘现势性的迫切需要，也是构建数字中国、建设智慧城市的发展需求。目前，无人机航空摄影测量技术已经在众多领域发挥了重要作用,本文着重介绍无人机航空摄影测量技术在地形测绘中的应用。一、无人机航空摄影测量技术无人机拥有成本低、机动灵活和拍摄范围大等优点，它的出现，使影响小面积低空摄影测量的关键问题得到解决，并且能够迅速、高效的获取高精度低空影像，令成果更加具备现势性。无人机航空摄影测量是通过在无人机上安装航摄仪器，从航摄无人机上对地面进行连续摄影，根据所获得的航摄像片，测绘摄区地形图的作业。目前，无人机航空摄影测量已是测绘地形图的最主要、最有效的方法。利用航摄像片构建的摄区立体模型，可客观真实地反映摄区地面信息。在室内对立体像片各要素进行量测和判读，地物信息丰富逼真，无须接触实物本身，便可直接获取大量的几何和物理信息，大大减少了外业工作量，缩短了工作周期，提高了成图效率。二、无人机航空摄影测量技术在地形测绘中的应用2.1航空摄影在无人机航空摄影之前，需事先将检校航摄仪器、制定飞行计划、规划航线设置旁向重叠度（通常为30%—35%）和航向重叠度（通常为60%—65%）等工作做好。无人机航空摄影时，应选择开阔无遮挡的场地，避开广播电线塔、高压线等，在晴朗无云的天气进行，一般选择在上午9点至下午4点之间，按照设计要求尽可能保持机身水平。2.2像片控制测量像片控制测量，是在实地测定用于空三加密的像片控制点的平面坐标和高程的工作，其主要目的是利用像片控制点，把无人机航空拍摄的数码像片和GPS全球定位系统的定位信息联系起来，进而利用航片与地面实测数据进行关系换算，以模拟实现该地区真实的地形特征。选取像片控制点时，像片控制点的定位操作非常重要，像控点的目标影像应清晰易判别。通常情况下，外业控制点要设在拥有明显特征和参照物的地方，必要时要需设置在道路的拐角或斑马线上，在对控制点进行测量时，要绘制各控制点的点之记，同时也要绘制它们之间整体的位置关系，以便于进行后期影像数据处理工作。2.3空中三角测量在应用航片测绘地形图时，空中三角测量即是用航空数码摄影器材，在野外测定少量必要的控制点的基础之上，采用严密的数学模型，通过将实测地面控制点作为平差条件，在计算机上解求测图所需的控制点的坐标，以便对地形进行准确的测量。利用专业软件进行空三加密阶段，航测影像的内定向过程可自动完成，无须人工进行干预，实测控制点的位置需要人工精确地刺到像片上去，连接点的选取也需要人为控制，以便顺利完成相对定向，进而完成航带的连接、航测模型的建立等。空三加密是尤为重要的一步，主要输出加密后影像、记录影像大地的坐标和3个角元素文件、DEM数据、主动记录提取特征点的大地坐标文件、影像坐标文件、照片外方位元素和相机文件空三精度的报告等。经过空三加密后的航测影像可以直接导入测图软件进行数字测图。2.4内业立体采编在通过上述的控制点加密后，紧接着要进行内业测图。利用影像信息和相关资料，在计算机上通过专业的测图软件（如MapMatrix、南方CASS），采用一定的技术手段（如立体观测、影像识别）,按一定的比例要求，对相应的地物、地貌信息进行判读和立体数据采集，并对所采集要素进行编辑，绘制标准化地形图。内业测图时，为提升绘图质量，需确保所采集地物的准确度完整性和规范性。同时，对判绘过程中有疑问的地方或无法判绘的要素（如管线、独立地物、道路附属物等），做好标识，以便于野外调绘补测，以修改和补充判绘的不足。2.5外业调绘外业调绘是无人机航测成图过程中一道重要工序，直接影响着测图和制图的准确性。随着测绘设备的投入和测绘软件的成熟，外业调绘已改变了传统的野外调绘模式，采用综合调绘法。即在内业立体测图的基础上，携带笔记本电脑到实地对内业判绘的地物、地貌进行确认，对内业判绘错误之处进行修正与综合取舍，标注地理名称，并对内业有疑问之处或无法判别的要素进行实地调绘，同时对地形图上不能反映的地物地貌信息进行规范化补测，最后按要求导出标准化的地形图。对于地形测绘而言，外业调绘的内容主要包括：测量控制点、独立地物、居民区、道路、水系、地貌及土质、植被、地理名称和注记等。三、无人机航空摄影测量技术的发展前景随着科技的不断发展，无人机航空摄影测量技术在众多领域中显示出了巨大的生命力和影响力，已逐步成为地理信息基础数据采集的重要手段，在测绘行业得到了广泛的应用。今后，随着无人机航测技术水平的不断发展与成熟，无人机航测成果分辨率高、时效性好等优势将越来越明显。无人机航测也将更加广泛地应用于地形测绘、城市规划、工程建设、军事、地质、森林、交通、水利等各个领域。同时，为使无人机航测技术的应用更具有实效性，还需切实提升测绘技术，降低航测成本，并进一步提高航测软件的精确性、规范性与便捷性，以确保测绘成果更具科学性，如此，方可实现航空摄影测量技术长远发展的美好愿景。四、结束语无人机航空数字摄影测量方式是基础地理信息数据采集获取的最有效的途径之一，在实际的地形测绘中具有重要的实际意义和应用价值。无人机航测可以快速获取分辨率较高的影像，结合数字化测图软件的优势，后期航测数据的处理也变得更加简单和精准化，成图的质量也有了大大的改善，符合生产发展的实际需求。在今后的地形测绘工作中，还需结合实际情况，做好无人机航测正射影像获取、空中三角测量、数字线划测图等方面的工作，以使无人机航测技术的应用价值得到更好更充分的体现，从而为地形测绘工作提供科学有效的数据信息支持。参考文献:[1]吴涛.低空无人机航空摄影测量技术在土地整治项目规划设计阶段的运用[J].安徽农业科学，2015（14）[2]刘锦程，徐从叶，崔洪昊.航空摄影测量在大比例尺地形图测绘中的应用[J].中国新通信，2015（06）[3]焦旭，王贺封，张安兵.航空摄影测量在矿区1∶2000形图测绘中的应用研究[J].河北工程大学学报(自然科学版)，2015（11）[4]沈洁,汤璞.无人机航空摄影测量在小型农田水利设计地形图测绘中的应用[J].江西测绘,2017（02）[5]陈亮,王新培.无人机航空摄影测量在地形测绘中的应用[J].建筑工程技术与设计,2017（15）[6]袁望.浅论无人机航空摄影测量在地形图测绘中的应用[J].工程技术:全文版,2017（16）[7]胡文西.无人机航空摄影测量在地形图测绘中的应用[J].建筑工程技术与设计,2017（31）