無人機航空攝影技術(shù)在地形測繪中的應用

張倩

摘要：在我國經(jīng)濟高速發(fā)展的時代背景下，各個行業(yè)相繼增加了對地形圖的需求。在實地測量過程中還面臨著許多困難。因而借助無人機航空攝影測量技術(shù)能夠充分利用其速度快，成本低，效率高，精度高等諸多優(yōu)勢，全面提升中小區(qū)域地形測量的質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：無人機航空攝影技術(shù);地形測繪;應用措施

1 無人機航空攝影測量技術(shù)的應用優(yōu)勢與誤差來源

1.1 應用優(yōu)勢

無人機航空攝影測量技術(shù)，即無人機與航空攝影測量有效結(jié)合的技術(shù)，為航空遙感開創(chuàng)出一個新的發(fā)展方向—無人機數(shù)字低空遙感，可廣泛應用于多個領(lǐng)域，如基礎(chǔ)測繪、國家工程建設、數(shù)字化城市建設、國土監(jiān)察、災害應急處理等，具有以下4種優(yōu)勢。

1.1.1 具有較強的數(shù)字響應能力

無人機一般是低空飛行，受不良天氣的影響極小，所以可對數(shù)據(jù)保持良好的響應力，同時無人機航空攝影測量模式中的數(shù)據(jù)是實時傳輸?shù)?，可在地形測繪中，獲取大面積的測量數(shù)據(jù)。

1.1.2 提升地形測繪整體的精確度

無人機航攝過程中，傳送的測繪信息精度高，可以將數(shù)字圖像轉(zhuǎn)化成三維正攝影像圖，有些甚至可轉(zhuǎn)化為三維可視化影像，實現(xiàn)無人機、航空測繪、遙感等的結(jié)合，繼而提升地形測繪整體的精確度。

1.1.3 具有更強靈活機動性

主要體現(xiàn)在3個方面。1）無人機內(nèi)裝有高精度數(shù)碼攝像設備，可從垂直、傾斜2個方向拍攝測量區(qū)域，且升降不需要在專業(yè)區(qū)域內(nèi)實現(xiàn)。2）無人機可在預設的飛機航線的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)自動分型。3）可一次設置多個地形測量航拍點，全面采集航拍點的數(shù)據(jù)，并及時上傳相應的地形情況，實現(xiàn)高效工作。

1.1.4 具有明顯的經(jīng)濟效益

主要體現(xiàn)在2個方面。1）無人機測繪技術(shù)的成本相對較低，又融入了多種先進技術(shù)，如通信技術(shù)、網(wǎng)絡技術(shù)、計算機軟件技術(shù)等，可提升地理信息的獲取效率。2）無人機測繪周期較短。

1.2 誤差來源

無人機常見誤差來源包括儀器誤差、人工誤差、氣候及其他外界因素誤差等。首先，儀器誤差產(chǎn)生的主要原因包括儀器本身的設計與制作較差、檢驗校正不良等，其中又以傳感器量化系統(tǒng)誤差最為典型。其次，人為誤差產(chǎn)生的原因包括人感官鑒別有限、技術(shù)水平較低、工作態(tài)度不端正、像控識別、空三測量、數(shù)據(jù)采集等。最后，氣候及其他外界因素誤差產(chǎn)生的原因是天氣會對飛行器姿態(tài)與成像質(zhì)量產(chǎn)生影響。

2 無人機航空攝影測量在地形圖測繪中的現(xiàn)狀

無人機航空攝影，是一種新型的測量方法。目前，低空無人機航空攝影測量作為最具有發(fā)展優(yōu)勢的一種測量技術(shù)，有利于技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展和數(shù)字化城市建設的目標。對于航空攝影測量來說，其目前所應用的范圍十分廣泛，由于其速度較快、測量十分準確等特點，使其可以根據(jù)不同的環(huán)境，不斷轉(zhuǎn)變應用的形式與方向，其在工程測量以及其他相關(guān)的領(lǐng)域方面具有一定的應用價值?，F(xiàn)階段，我國社會經(jīng)濟發(fā)展迅速，城市化進程不斷加快，很多城市在進行區(qū)域規(guī)劃和水利布局等，必須對其地形情況進行分析，所以對相關(guān)數(shù)據(jù)的需求量也就越來越大，對其質(zhì)量要求也越來越高。無人機航空攝影技術(shù)，具有較高的分辨率，與數(shù)字化的測量軟件結(jié)合起來，能夠簡化后期數(shù)據(jù)的分析處理，極大地提高了成圖的質(zhì)量。

通過利用無人機航空攝影，實現(xiàn)了對資料和數(shù)據(jù)的獲取，其獲取量的增加更加符合實際發(fā)展的需求。由于無人機航空測量技術(shù)具有較強的靈活性、較低的成本以及簡單的操作模式，所以其對測繪行業(yè)的影響越來越大。地形圖的測繪作為基礎(chǔ)工程之一，在建筑工程的建設過程中，直接影響著建筑的水平，所以必須要確保數(shù)據(jù)的準確性。因為無人機航空攝影的成本偏低，所以需要分析研究該項技術(shù)，從而使得無人機航空攝影測量在地形圖測繪中有著更加廣泛的應用。

3 無人機航空攝影技術(shù)的應用流程

3.1 像控點布設

像控點布設需要根據(jù)設計網(wǎng)型在成圖范圍內(nèi)布設像控點。在布設過程中，需要遵循均勻性原則，根據(jù)不同的比例尺、地形條件、處理方法等要求布設，并且需要根據(jù)具體要求按照不同的密度布設在測區(qū)范圍內(nèi)。此外，還要考慮測區(qū)內(nèi)的交通和地物等特征。

3.2 像片控制測量

為了提升所獲取相片的質(zhì)量，在項目開展過程中，通過區(qū)域網(wǎng)布設像控點。同時，在無人機航空攝影測量工作開展的前期結(jié)合地形條件和氣候條件以及飛行架次將整個測量區(qū)域劃分為多個網(wǎng)區(qū)。為了保障各測區(qū)的相關(guān)數(shù)據(jù)都能夠準確的獲取，在實際的測量過程當中還需要部署相應的平高控制點，保障每一對像控點能夠分布在標準點。在區(qū)域網(wǎng)的凹凸角增加平高點，適當調(diào)整其測量的范圍，從而提高測量的精度。在測量過程當中考慮到測區(qū)地形因素對測量結(jié)果的影響，除了實現(xiàn)像控點的聯(lián)測之外，還需要結(jié)合若干網(wǎng)區(qū)的地形狀況來測定高程控制點，以此提升像片控制測量的質(zhì)量。

3.3 數(shù)據(jù)采集

在地形測量中主要是通過無人機航拍攝影測量技術(shù)來實現(xiàn)相應的數(shù)據(jù)采集工作。為了提高數(shù)據(jù)采集的質(zhì)量，且能夠保障所采集到的數(shù)據(jù)能夠準確反映若干區(qū)域網(wǎng)真實的位置信息和數(shù)據(jù)信息，在測量過程中選MapMatrix這一新型的數(shù)字攝影測量系統(tǒng)來采集相應的數(shù)據(jù)信息。在數(shù)據(jù)采集中采用所見即所得這一方式理念來獲取數(shù)據(jù)信息，通過相應的立體模型來進行數(shù)據(jù)信息的全要素采集。而在數(shù)據(jù)處理和分析的過程當中，主要是借助相應的立體模型，數(shù)字線劃圖和數(shù)字正射影像來制作相應的數(shù)字產(chǎn)品，從而達到最終的區(qū)域測量目標。

4 無人機攝影測量技術(shù)的具體應用

4.1 在現(xiàn)代化礦山工程中的應用

在礦山環(huán)境治理過程中，相關(guān)部門可以利用無人機攝影測量技術(shù)進行測繪，提高測量數(shù)據(jù)的準確性?，F(xiàn)階段，社會各界更加注重礦山建設的環(huán)保性，這就需要做好礦山環(huán)境治理工作，恢復礦山生態(tài)環(huán)境。為了實現(xiàn)這一目標，相關(guān)部門可以利用無人機攝影測量技術(shù)，在無人機中搭載更多傳感器，獲取雷達、真彩色、多光譜等礦區(qū)遙感數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)接嬎銠C，應用相關(guān)軟件對其進行處理后，完成定性與定量分析工作，以獲取準確的實時信息，了解礦山的環(huán)境治理和恢復現(xiàn)狀，對綠色礦山建設成果進行有效分析。

4.2 在自然災害救援中的應用

在社會的快速發(fā)展中，出現(xiàn)了很多人為破壞自然環(huán)境的行為，導致生態(tài)環(huán)境日益惡劣，洪澇災害、地震、泥石流等自然災害的發(fā)生更加頻繁。發(fā)生自然災害時，相關(guān)部門需要盡快予以救援，獲取準確的災區(qū)信息，避免因自然災害帶來嚴重的人員傷亡和財產(chǎn)損失，并進行災后重建。通常情況下，發(fā)生大型自然災害后，災區(qū)與外地道路、通訊會被阻斷，救援部門無法及時地獲取災情信息。為了解決這一問題，相關(guān)部門需要引進無人機攝影測量技術(shù)，及時獲取災區(qū)的地形、地貌信息，對受害者位置進行標記，獲取清晰的災區(qū)影像，并及時將各項信息傳輸?shù)骄仍?，有助于救援隊伍迅速制訂救援方案，為受害者的生命安全提供保障?/p>

5 結(jié)語

綜上所述，無人機航空攝影測量技術(shù)作為一種新興技術(shù)，能夠針對環(huán)境復雜、范圍較大的區(qū)域進行測量，其獲得的地形圖等測繪產(chǎn)品精度較高，能滿足大比例尺測圖對精度的要求。測量單位可以充分無人機航空攝影測量技術(shù)優(yōu)勢，將其應用到相關(guān)領(lǐng)域的工程測量中，以提高測量工作的質(zhì)量和效率。

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