低空攝影測量在地形圖測量中的應(yīng)用探討

劉釗

吉林省航測遙感院 吉林 長春 130000

測繪業(yè)是我國國民經(jīng)濟的重要組成部分，怎樣迅速而精準地獲取最新數(shù)據(jù)是行業(yè)內(nèi)普遍關(guān)注的問題。目前的航空攝影測量技術(shù)成本較高，無人機的發(fā)展和興起，為小面積低空攝影測量提供了良好的解決方案。首先無人機能便捷高效的獲取高清的低空影像，讓測繪成果得獲得更加便利。其次在對高精度影像處理之后，可以大范圍的應(yīng)用于城市規(guī)劃、資源開發(fā)和搶險救災(zāi)等其他多方面的實踐當(dāng)中，對測繪業(yè)的發(fā)展甚至是整個社會經(jīng)濟的發(fā)展發(fā)揮著巨大的積極效應(yīng)。但無人機并非十全十美，無人機體積小，飛行高度低，且在飛行過程中受外界干擾的因素較大，飛行姿勢較難控制，而且無人機的數(shù)碼相機焦距小、像幅小，這讓后期的制作造成不小的困難。

1 低空攝影測量概述

無人駕駛飛機簡稱無人機，是一種可操控、執(zhí)行任務(wù)多樣、兼具多種功能的無人駕駛航空器?，F(xiàn)階段發(fā)展最快的測量技術(shù)就是無人機低空數(shù)字攝影測量技術(shù)。由于無人機和數(shù)碼相機技術(shù)的更新發(fā)展，再加上攝影測量軟件數(shù)據(jù)處理水平的提高，支撐了低空攝影測量技術(shù)的飛速發(fā)展。目前國家測繪地理信息部門在全國推廣無人機低空攝影測量的應(yīng)用，并出臺了相關(guān)的測繪行業(yè)標(biāo)準文件，讓無人機低空攝影測量的操作得到了規(guī)范。

2 低空攝影測量在地形圖測量中的優(yōu)勢

2.1 具有高效率、低成本的特點

現(xiàn)如今在許多的勘驗工程的大比例此地形圖的測量依然是使用傳統(tǒng)的工程測量方式，然而這種方式投入成本較高，工作效率低下，人力物力損耗大，已經(jīng)無法適應(yīng)大比例尺地形圖測量的發(fā)展要求。所以對無人機低空攝影測量的研究能為大比例尺地形圖測量工程提供全新的方案。

2.2 符合現(xiàn)階段地形圖測量的現(xiàn)實需求

現(xiàn)代測繪行業(yè)的發(fā)展要求對于無人機低空攝影測量技術(shù)應(yīng)用于電力工程建設(shè)的大比例尺地形圖測量具有現(xiàn)實的緊迫性。無人機低空攝影測量技術(shù)不但可以彌補傳統(tǒng)電力工程測量的各種不足之處，并且可以減少人員的投入提高工作效率為測量人員提供了先進的測量產(chǎn)品，為優(yōu)化設(shè)計方案提供了數(shù)據(jù)保障。

3 大比例尺地形圖的測繪流程

無人機低空攝影測量測繪大比例尺地形圖主要有獲得社區(qū)影像、野外相控點測設(shè)以及數(shù)字測圖和業(yè)內(nèi)空三加密這幾方面。業(yè)內(nèi)空三加密的主要功能是記錄影像大地坐標(biāo)、記錄自動提取的特征點的大地坐標(biāo)文件和輸出加密后的影像數(shù)據(jù)等。

4 探究低空攝影測量作業(yè)操作流程

4.1 無人機低空攝影獲得航拍影像

在江西和甘肅兩個項目的大比例尺地形圖測量工程中，均使用了無人機進行低空攝影測量，并在短時間內(nèi)獲取了達到《火電廠工程測量技術(shù)規(guī)程》標(biāo)準的大比例尺數(shù)字線劃圖。這兩個項目測區(qū)的低空攝影測量拍攝工作是由專業(yè)的航飛公司完成，在良好的氣候條件下進行了航飛，獲取了高質(zhì)量的測量區(qū)航拍影像。

4.2 利用航拍影像設(shè)計像控點布設(shè)方案

為了研究無人機低空攝影測量在大比例尺地形圖測量當(dāng)中的應(yīng)用，在甘肅省的電廠項目測量當(dāng)中先遵循原有的航空攝影測量方式采取外控測量，獲取外空數(shù)據(jù)之后，應(yīng)用高級低空攝影測量處理軟件對影像進行預(yù)處理，跟著再進行空中三角測量。在空中三角測量時運用不同的控制點方案來進行區(qū)域網(wǎng)平差，再把空中三角測量成果的精度進行對比，并輸出了達到標(biāo)準的立體測圖模型。

4.3 像片控制點實地測量

無人機低空攝影測量相比于航空攝影測量來說具有更大的誤差其中包括平臺誤差相機移位誤差、定位誤差，為了判斷立體測圖的精度，在數(shù)字測圖系統(tǒng)下形成數(shù)字地形圖的草圖將草圖帶到測區(qū)補測野外布設(shè)檢查點位、野外調(diào)繪、電力管線。根據(jù)所得數(shù)據(jù)精準算出內(nèi)外業(yè)差值，用外業(yè)檢查測量的數(shù)據(jù)判斷準確度。

4.4 進行外業(yè)調(diào)繪和相關(guān)檢查測量

通過外業(yè)檢測比較甘肅電廠項目的測量，得出了相關(guān)結(jié)論。甘肅電廠項目的測量平面精度較高能達到規(guī)范的標(biāo)準但高產(chǎn)數(shù)據(jù)并不理想需要，得出的誤差是m=±0.41 m，不能達到工程大比例尺地形圖測量的標(biāo)準，需要進行更正和后期處理。

4.5 使用高級先進的低空攝影測量影像數(shù)據(jù)處理軟件采取空中三角測量和影像數(shù)據(jù)預(yù)處理，并判斷和評定空中三角測量數(shù)據(jù)成果的精度，進行空中三角測量必須預(yù)先選取各不相同的控制點，保證空中三角數(shù)據(jù)成果達到行業(yè)標(biāo)準。

4.6 利用低空攝影測量影像數(shù)據(jù)處理軟件將數(shù)字高程模型（DEM）輸出，進而制作出數(shù)字震懾影像圖（DOM），從而達到輸出立體測圖模型的結(jié)果。

4.7 通過外業(yè)實地測量點的數(shù)據(jù)對業(yè)內(nèi)測量矢量圖進行精度的評判，對于那些精度達不到標(biāo)準的區(qū)域采取業(yè)內(nèi)高手段修正的手段予以修改，而且要再次對其精度進行評定，一定要保證測量精度達到規(guī)范的標(biāo)準。

4.8 資料整理與歸檔。

5 結(jié)語

現(xiàn)階段大比例尺地形圖測繪發(fā)展的重點是提升無人機低空攝影測量的技術(shù)水平，在變電站火力發(fā)電廠核電站等項目的小區(qū)域內(nèi)進行大比例尺地形圖測繪作業(yè)過程當(dāng)中，無人機低空攝影測量技術(shù)可以說是電力工程測量當(dāng)中最高效便捷的手段。本文總結(jié)甘肅電廠項目和江西變電站項目的測量經(jīng)驗，完善了利用低空攝影測量技術(shù)進行大比例尺地形圖測量的操作流程，總結(jié)了像片控制點布設(shè)的基礎(chǔ)性原則，希望能為無人機低空攝影測量的發(fā)展提供有效幫助。由于無人機低空攝影測量的平臺和航拍數(shù)碼相機的種類繁多，在實踐的拍攝過程中還要綜合考量平臺和相機間的差異，提出新的解決思路，讓無人機低空攝影測量為我國的測繪業(yè)做出發(fā)展貢獻。