山區(qū)無人機(jī)測繪地形圖探討

摘 要：在山區(qū)地形圖測繪中應(yīng)用無人機(jī)能夠提高山區(qū)地形圖成圖速度與質(zhì)量，確保山區(qū)地形圖的快速更新。本文簡單闡述了測繪無人機(jī)工作原理及其發(fā)展前景，并簡單介紹了山區(qū)無人機(jī)地形圖測繪技術(shù)，及測繪精度的控制方法，以期為山區(qū)地形圖的測繪提供重要參考資料。

關(guān)鍵詞：山區(qū)；無人機(jī)測繪；地形圖

中圖分類號：P231 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）12-0176-01

在山區(qū)地形圖測繪中，通過數(shù)字化測圖方式可以確保測繪精確度，此過程中需要開展控制網(wǎng)布置、逐個地物測繪以及后期的編繪等工作，需要較長的時間。隨著無人機(jī)測繪技術(shù)的發(fā)展，測繪部門應(yīng)當(dāng)改變傳統(tǒng)測繪模式，提高測繪效率與精度，減少測繪時間。無人機(jī)測繪技術(shù)具有準(zhǔn)確、便捷以及快速等特點(diǎn)，在地形圖測繪中得到廣泛應(yīng)用，尤其是山區(qū)區(qū)域。

1 測繪無人機(jī)工作原理及其發(fā)展前景

無人機(jī)航拍飛控是一個整合了單片機(jī)技術(shù)、變成技術(shù)、任務(wù)控制技術(shù)、飛行控制、通訊航拍服務(wù)、GPS導(dǎo)航航拍以及航拍傳感等技術(shù)并依托硬件的一種高科技產(chǎn)物，所以要做好無人機(jī)測繪，缺少任何一項(xiàng)技術(shù)都是不可以的[1]。

在我國各個行業(yè)信息化快速發(fā)展的情況下，數(shù)字能源、數(shù)字環(huán)保、數(shù)字林業(yè)、數(shù)字城市等數(shù)字化進(jìn)程飛速發(fā)展，并且取得了顯著的成就。結(jié)合需要，對地圖進(jìn)行及時的編制、更新，對地理數(shù)據(jù)庫進(jìn)行定期的更新，需要實(shí)時監(jiān)測土地利用變化情況，此時無人機(jī)在地形圖測繪中的應(yīng)用得到廣泛灌注，未來無人機(jī)測繪地形圖具有廣闊的市場前景，尤其是人機(jī)罕見的山區(qū)地區(qū)[2]。

2 山區(qū)無人機(jī)地形圖測繪技術(shù)

2.1 技術(shù)路線

應(yīng)用DOM制作、DEM生成、外業(yè)測繪、DLG、數(shù)據(jù)采集、空中三角測量解析、像片控制測量、基礎(chǔ)控制測量等，獲得DOM、DEM、DLG，完成山區(qū)地理信息數(shù)據(jù)更新。

2.2 像控點(diǎn)測量

通過RTK動態(tài)測量、雙參考站快速靜態(tài)對像控點(diǎn)位置進(jìn)行測量，應(yīng)用GPS擬合的方法取得高程。根據(jù)每條航線3～4條基線設(shè)置一對點(diǎn)的原則布設(shè)像空點(diǎn)，確保像控點(diǎn)的繪制、整飾以及選刺等符合設(shè)計要求。布點(diǎn)可以對成圖范圍進(jìn)行有效的控制，確保測量接頭沒有漏洞問題。刺孔直徑、誤差不會超過0.1mm，沒有雙孔，并且刺透。對布點(diǎn)進(jìn)行明確的說明，略圖需要清晰完整。實(shí)地位置、說明、略圖、刺孔保持一致狀態(tài)。使用紅色、直徑8mm的圓形在像片正面對像控點(diǎn)進(jìn)行整飾，同時將點(diǎn)號標(biāo)記明確[3]。

2.3 空中三角測量

應(yīng)用全數(shù)字?jǐn)z影測量站對空中三角測量進(jìn)行解析，通過計算平差、測量像控點(diǎn)以及連接像點(diǎn)等生成DOM，并對空三進(jìn)行加密。確保相機(jī)、外業(yè)控制點(diǎn)等文件沒有錯誤后，專業(yè)人員對外控點(diǎn)進(jìn)行測量，同時安排另一專業(yè)人員進(jìn)行檢查。

對空中三角測量進(jìn)行解析通常加入外業(yè)高程散點(diǎn)，以便增加空三加密精確度。在開展DOM、DEM、DLG等作業(yè)過程中也需要通過外業(yè)檢查點(diǎn)對精確度進(jìn)行檢查，同時結(jié)合地形圖圖面需求，將一些外業(yè)檢查點(diǎn)作為高程點(diǎn)上圖。

2.4 外業(yè)調(diào)繪

通過全野外調(diào)繪方式，以及航空影像，結(jié)合自由網(wǎng)空三成果，生成DEM；并根據(jù)DEM進(jìn)一步生成DOM，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分幅，整飾之后，將成圖打印出來，在調(diào)野外調(diào)繪時可以使用。進(jìn)行外業(yè)調(diào)繪之后，通過藍(lán)、黑、紅進(jìn)行清繪。如果地面上物體太多，很難表示出來時，可以通過在背面、圖外繪制放大圖進(jìn)行表示，同時應(yīng)用字母進(jìn)行標(biāo)記，正確表示出圖紙內(nèi)外對應(yīng)關(guān)系，確保調(diào)繪圖的整潔、工整，明確表示出各種要素。

2.5 地形圖數(shù)據(jù)的采集和編輯

通過全數(shù)字?jǐn)z影測量站進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集，應(yīng)用空三自動恢復(fù)模型進(jìn)行定向以及立體測繪，降低二次誤差，增加立體測繪的精確度。對山區(qū)地物錯漏、地形高程精度進(jìn)行有效的控制，清晰表示出各個要素間的聯(lián)系。在進(jìn)行數(shù)據(jù)采集之前，應(yīng)當(dāng)檢查空三精確度，通過像控點(diǎn)開展檢測，確保精確度滿足相應(yīng)要求之后再開展作業(yè)。在采集過程中，嚴(yán)格檢查外業(yè)施測檢查點(diǎn)，對誤差進(jìn)行核實(shí)。一些外業(yè)檢查點(diǎn)是用在圖面高程注記點(diǎn)中，通常在較為明顯的地形點(diǎn)、地物點(diǎn)上選取高程注記點(diǎn)，合理標(biāo)記等高線，確保等高線滿足相應(yīng)的要求[4]。

2.6 生成DEM、制作DOM

利用專業(yè)軟件進(jìn)行DEM的生成，保證精確度、編輯之后地形圖數(shù)據(jù)兩者保持一致。然后通過生成的DEM數(shù)據(jù)，利用專業(yè)的軟件進(jìn)行正射影像的制作，然后與DLG套合檢查其精確度，并進(jìn)行相應(yīng)的修改。除了確保和DLG套合精確度符合相應(yīng)要求，DOM還應(yīng)當(dāng)注意色彩的精確度，確保影像色調(diào)整體上的一致性，亮度保持平衡，以及合適的反差。此外，確保影像圖上的標(biāo)記清晰，以及圖面保持美觀。

3 測繪精度控制方法

3.1 地形圖精確度

通過全站儀、GPS-RTK對平面精度進(jìn)行檢查，并用在基礎(chǔ)控制測量過程中設(shè)置的控制點(diǎn)，對測量區(qū)域的地物點(diǎn)、地形點(diǎn)進(jìn)行抽查，通常地物點(diǎn)選在建筑物角點(diǎn)、道路拐點(diǎn)或者交叉點(diǎn)，地形點(diǎn)通常選在鞍部點(diǎn)、山頂點(diǎn)等具有明顯地形特征上。比較實(shí)際測量高程值、平面位置和繪制地形圖上要素點(diǎn)，檢測兩者間的誤差，根據(jù)相關(guān)規(guī)范評價地形圖高程、平面的精確度。

3.2 質(zhì)量控制

地面控制、航空攝影等測量儀器應(yīng)當(dāng)根據(jù)相關(guān)規(guī)定進(jìn)行檢查，檢驗(yàn)資料應(yīng)當(dāng)完整，與成果一起提交，確保各種性能指標(biāo)符合相關(guān)規(guī)范的要求[5]。

對成圖、成果進(jìn)行兩級檢查、一級驗(yàn)收。一級驗(yàn)收主要是驗(yàn)收成圖、成果；兩級檢查是檢查過程中產(chǎn)生的成果。進(jìn)行自檢、互查之后，作業(yè)單位開展檢查工作，質(zhì)檢部門結(jié)合圖式、規(guī)范對DEM、DOM一級地形圖進(jìn)行檢查。

4 結(jié)束語

隨著數(shù)字化的發(fā)展，在山區(qū)開展無人機(jī)地形圖測繪已經(jīng)成為重要方法。怎樣獲取山區(qū)地形的相關(guān)數(shù)據(jù)，并進(jìn)行及時的更新，無人機(jī)數(shù)字?jǐn)z影測量提供可靠的技術(shù)支持，在山區(qū)地形圖測繪中使用無人機(jī)具有重要現(xiàn)實(shí)的意義。

參考文獻(xiàn)

[1]劉 鄒.基于無人機(jī)技術(shù)的地形圖測繪研究[J].電子技術(shù)與軟件工程，2018（06）：74.

[2]馮進(jìn)寶，余 哲.山區(qū)無人機(jī)測繪地形圖探討[J].經(jīng)緯天地，2016（05）：66～69.

[3]萬保峰.無人機(jī)低空航攝系統(tǒng)在云南山區(qū)1：2000地形圖測繪中的應(yīng)用[J].山東工業(yè)技術(shù)，2015（11）：234～235.

[4]張金超.無人機(jī)航測在山區(qū)水利測繪中的應(yīng)用要點(diǎn)分析[J].低碳世界，2016（02）：84～85.

[5]顧莉娟，徐子揚(yáng).無人機(jī)航測在山區(qū)水利測繪中的必要要素[J].畢節(jié)學(xué)院學(xué)報，2014，32（04）：96～101.

收稿日期：2018-3-25

作者簡介：欒 崧（1985-），男，漢族，楚雄州大姚人，助理工程師，大專，主要從事測繪工作。