試析無人機(jī)航空攝影測量在地形測繪中的應(yīng)用

摘要：隨著科學(xué)和計算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展及廣泛的應(yīng)用，無人機(jī)航空攝影測量也成為了地形測繪的重要手段。無人機(jī)航空攝影測量技術(shù)不僅彌補(bǔ)了傳統(tǒng)測繪的不足，實現(xiàn)了三維測繪的同時也確保了地理信息數(shù)據(jù)采集的時效性，為大多數(shù)的地形測繪、工程測量和相關(guān)領(lǐng)域提供了一種高效、快速、技術(shù)靈活的測量技術(shù)，本文對無人機(jī)航空攝影測量技術(shù)進(jìn)行了研究分析，并闡述了無人機(jī)航空攝影測量技術(shù)在地形測繪領(lǐng)域的應(yīng)用情況，以供參考。

關(guān)鍵詞：無人機(jī)；航空攝影測量；地形測繪；應(yīng)用

1簡述無人機(jī)航空攝影測量技術(shù)

從原理上分析，無人機(jī)航空攝影測量的流程較復(fù)雜，首先是需要根據(jù)工作性質(zhì)選擇無人機(jī)的種類，并對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行收集，做好調(diào)試工作，設(shè)計無人機(jī)航空攝影的線路，尤其是要在不影響測量結(jié)果的基礎(chǔ)上選擇最佳的方案，這樣才能減少外業(yè)人員的工作量。此外，進(jìn)行低空拍攝時，需要嚴(yán)格按照像控點的分布情況來進(jìn)行數(shù)據(jù)的獲取及數(shù)據(jù)的整理與處理，最后還需要進(jìn)行成像控成果的處理，對結(jié)果進(jìn)行質(zhì)量檢查，獲得最終的信息數(shù)據(jù)。無人機(jī)具有靈活性及拍攝范圍大的特點，其的應(yīng)用能夠進(jìn)一步解決小面積低空攝影測量所存在的問題，而且還在一定程度上快速獲得影像。在近幾年的快速發(fā)展下，無人機(jī)航空攝影測量備受關(guān)注，尤其在應(yīng)用無人機(jī)進(jìn)行地形測繪的時候，該應(yīng)用主要涉及到了四個步驟，分別是進(jìn)行野外像控點的布設(shè)、獲得測區(qū)的影像數(shù)據(jù)、內(nèi)業(yè)空三加密及數(shù)字測圖，其中，內(nèi)業(yè)空三加密占據(jù)了重要的地位，一般包括了影像的記錄、影像加密等。

2無人機(jī)航空攝影的流程

通常，每組需要3-5人，設(shè)備需要帶2套，其中，1套備用，另外配備一輛汽車就可以開展工作。飛行完成后對數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查，數(shù)據(jù)合格后，可進(jìn)行后續(xù)的數(shù)據(jù)處理工作。作業(yè)流程如圖1所示。

3航空攝影測量技術(shù)在地形測量中的應(yīng)用

3.1在航空攝像測量中對像片的控制測量

利用航空攝像測量的技術(shù)對該地區(qū)的地形進(jìn)行測量時，在像片控制測量方面的主要目的是要把航空拍攝的資料和全球定位導(dǎo)航系統(tǒng)的導(dǎo)航定位信息進(jìn)行互相結(jié)合，進(jìn)而利用航空拍攝的資料與地面的測量數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)系換算，達(dá)到實現(xiàn)該地區(qū)地形的真實地形特征的目的，在必要時可以把情況進(jìn)行反應(yīng)并記錄。航空攝像測量在進(jìn)行的過程中，運用對像片控制點進(jìn)行特殊的設(shè)置和分布，再通過導(dǎo)航系統(tǒng)運用有關(guān)的測量技術(shù)，實現(xiàn)對像控點控制的測量區(qū)域地形進(jìn)行全面、準(zhǔn)確的測量，在像控點測量過程中，在進(jìn)行測量某些外業(yè)控制點時，一定要注意定位操作。通常，把像控點中外業(yè)的控制點設(shè)置在道路的拐角或斑馬線上，切記一定要將其放在擁有明顯的特征和參照物的地點，在對其進(jìn)行測量時，一定要繪制各控制點的點之記，同時也要繪制他們整體的位置關(guān)系，以便日后的測量工作的進(jìn)行。

3.2航空攝像測量中的空中三角測量

空中三角測量是最常見的測量距離的方法，在航空拍攝過程中，使用航空數(shù)碼攝像器材進(jìn)行空中三角測量可以精確的測量出地形的具體位置。不需要人工對航拍所得的數(shù)碼影像進(jìn)行內(nèi)部設(shè)置的操控，無人機(jī)自身有科學(xué)合理的系統(tǒng)設(shè)置，能夠自動完成所需關(guān)鍵數(shù)據(jù)計算分析。編寫空中三角測量程序的時候，要求能對數(shù)據(jù)進(jìn)行快速處理，在人為選取像片控制點時，應(yīng)注意點數(shù)分布合理，盡量均勻分布在測繪地區(qū)，通過人工選擇連接點來保存一定的數(shù)據(jù)，然后分別對測量模型和測量航帶進(jìn)行連接的工作，再利用空中三角測量進(jìn)行計算，將計算得到的連接點和像控點滿足地形航空攝影的測繪比例要求，才能保證測繪地形的準(zhǔn)確性和完整性。

3.3航空攝像測量時，立體采編的測量

在通過上述的測量步驟后，緊接著要對地形情況測繪時的內(nèi)業(yè)立體信息的測量進(jìn)行統(tǒng)一采編。在利用無人機(jī)拍攝測量地形的過程中，一定要確保采集各線狀地形結(jié)構(gòu)和物體線節(jié)點數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。從而提升內(nèi)業(yè)立體采集信息的準(zhǔn)確度。但是等高線與水涯線一定要用手繪的方法完成采集。在對該區(qū)域內(nèi)的房屋結(jié)構(gòu)信息測量處理時，一定要找準(zhǔn)房屋結(jié)構(gòu)的屋頂邊緣部分，然后再通過外業(yè)測量，對房檐測量的結(jié)果進(jìn)行糾正，運用自動化直角完成對房屋測量結(jié)果的改正。對那些測量不到的部分和位置，一定要做好相關(guān)標(biāo)記，方便以后外業(yè)進(jìn)行采集與測量，進(jìn)一步確保該地形特征的測量完整。

3.4外業(yè)補(bǔ)測的操作

無人機(jī)航拍測控有諸多便利精密的優(yōu)點，但是有些地理位置隱蔽或者地域性死角是無法被航空攝像捕捉到的，著時候需要進(jìn)行人工的數(shù)據(jù)補(bǔ)測，而且為了驗證航拍信息的準(zhǔn)確性，確保無人機(jī)沒有發(fā)生技術(shù)故障，在外業(yè)補(bǔ)測時，測繪人員也會對隨機(jī)選取一些航拍區(qū)域進(jìn)行地形測繪信息采集，進(jìn)行對比，確保所有的信息準(zhǔn)確性與完整性。

3.5數(shù)字線劃圖工作分析

在數(shù)字線劃圖工作中，需用到VirtuoZo全數(shù)字?jǐn)z影測量工作站，基于AtuoCAD2006的CASS大比例尺版圖形編輯軟件環(huán)境下進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)的編輯工作，在線劃地形圖數(shù)據(jù)提交過程中，需確保其格式為DWG格式。而且，在數(shù)字線劃圖工作期間，需要注意：①測圖前，需構(gòu)建與之對應(yīng)的數(shù)字地面模型，即定向。由于在此項工作過程中，是采取人工及自動交互操作的方式，因此會存在一些誤差。所以作業(yè)工作人員有必要在操作過程中提高警惕性，根據(jù)操作流程認(rèn)真操作，使誤差控制在允許值范圍內(nèi)；②確保定位的精準(zhǔn)性，每一個要素均需要給予正確的顏色、線型以及代碼等；③加強(qiáng)測圖工作人員的培訓(xùn)，使地物以及地貌人工采集的誤差得到有效控制。此外，因受到立體模型影響而被遮擋的要素，需通過外業(yè)完成相應(yīng)的補(bǔ)測工作。

4結(jié)語

總之，無人機(jī)航空攝影測量在地形測繪中已經(jīng)得到了廣泛的使用。無人機(jī)航空攝影測量能大幅度提升測繪工作的質(zhì)量和效率，有利于相關(guān)部門及時掌握國家土地資源的動態(tài)信息，是充分發(fā)揮測繪工作對國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的有力保障。

參考文獻(xiàn)：

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（作者單位：河南中煤測繪公司）

作者簡介：趙陽（1987-），男，2010年畢業(yè)于山東科技大學(xué)測繪工程專業(yè)，2014年通過國家注冊測繪師考試獲得相應(yīng)執(zhí)業(yè)資格，現(xiàn)在河南中煤測繪公司執(zhí)業(yè)。