無人機攝影測量技術(shù)在數(shù)字化地形測量的應(yīng)用分析

【摘要】隨著我國城市智能化發(fā)展規(guī)劃、建筑物景觀設(shè)計、智慧旅游城市建設(shè)等理念的逐漸推出和實施，人們就對創(chuàng)建城市真三維模型產(chǎn)生了非常濃厚的興趣。在這樣的背景下，無人機攝影設(shè)備就應(yīng)運而生。現(xiàn)階段，基于無人機攝影測量技術(shù)的三維建模與傳統(tǒng)三維建模方法相比較，就存在的較為明顯的優(yōu)勢。而無人機攝影測量技術(shù)在數(shù)字化地形測量中的應(yīng)用效果，就直接影響整個三維模型的創(chuàng)建質(zhì)量。本文主要對無人機攝影測量技術(shù)在數(shù)字化地形測量的應(yīng)用展開全面分析，以期能夠提高無人機攝影測量技術(shù)的應(yīng)用效果。

【關(guān)鍵詞】無人機；攝影測量技術(shù)；數(shù)字化；地形測量

1、無人機攝影測量技術(shù)

基于無人機攝影測量技術(shù)創(chuàng)建的系統(tǒng)中就包含了無人機飛行平臺系統(tǒng)、飛行導(dǎo)航與控制系統(tǒng)、任務(wù)設(shè)備、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、地面監(jiān)控系統(tǒng)、綜合系統(tǒng)和其他裝置等。無人機飛行平臺系統(tǒng)中就含有機體、飛行控制系統(tǒng)、發(fā)動機、起飛著重設(shè)備等裝置與部件。大多數(shù)無人機一般都是通過玻璃鋼與碳纖維符合材料支撐，能夠降低機體重量，有效延長飛行時間，讓無人機飛行平臺系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)更加合理，性能實現(xiàn)穩(wěn)定。無人機攝影測量技術(shù)的應(yīng)用，不僅僅可以有效實現(xiàn)快速設(shè)計航線、攝影范圍檢查、數(shù)據(jù)信息實時傳輸，還從根本上解決了控制平行飛行狀態(tài)與姿態(tài)穩(wěn)定這兩個重要問題。無人機攝影測量系統(tǒng)中所包含的飛行平臺，擁有較高的分辨率遙感設(shè)備，并且這一設(shè)備能夠當成記載傳感器使用，將低空高分辨率遙感數(shù)據(jù)當成主要應(yīng)用目標，以此在短時間內(nèi)快速獲得和處理拍攝到的地形數(shù)據(jù)信息。

2、無人機攝影測量技術(shù)的測圖原理

2.1 航攝測量測圖的主要原理

航攝測量測圖所遵循的基本原理，就是利用對地面上存在的地形、地物等三維坐標的收集，來詳細描述其所擁有的信息，隨后上傳給計算機，通過計算機繪圖技術(shù)來處理、呈現(xiàn)、輸出和普通地形圖存在一致的地形圖。航攝測量單相片測圖所擁有的原理就是讓中心投影能夠?qū)崿F(xiàn)透視轉(zhuǎn)變，立體測圖所擁有的測圖原理就是在實際投影過程中實現(xiàn)幾何反轉(zhuǎn)。

2.2 測量測圖所使用的主要方式

一般情況下，航攝存在綜合、全能和分工三種測量測圖方式。其中，綜合方式，就適合應(yīng)用在地形較為平坦的區(qū)域來開展大比例尺測圖。這種方式屬于單張相片測圖的范圍之內(nèi)，就是讓攝影測量和平板儀器進行充分結(jié)合所獲得的測圖方式，綜合方式可以通過平板儀器測量出地面所擁有的高程與等高線，按照獲得更改完成完的航攝影片來確定地面點所處的平面位置；全面測圖方式，更加適合應(yīng)用在山地，其可以把立體像布置在立體測圖設(shè)備內(nèi)部，完成微小型地面幾何模型的創(chuàng)建，利用在建設(shè)完成后地面幾何立體模型上來開展測量工作，確定地面點所處的平面位置、高程與等高線，進一步獲得最后所需要的地形圖。分工測圖方式，適合被應(yīng)用在丘陵地形之上，這種方式就是依據(jù)平面位置與高程分求原則，來開展測量測圖工作，其與全能測圖方式相比較，也是利用立體測圖測量設(shè)備來測量地面點所處位置、高程與等高線。

2.3 空中三角測量原則

空中三角測量原則就是為了對定向點與標記點進行校準，加上實際工作開展時所需要使用的設(shè)備元素數(shù)據(jù)信息。在空中三角測量工作開始之前，相關(guān)單位所要獲得資料就包含了航空攝影質(zhì)量書、編圖檔案、野外操作控制圖表及相關(guān)的測量手續(xù)和工作流程設(shè)計方案。

3、無人機攝影測量技術(shù)在數(shù)字化地形測量中的應(yīng)用

3.1 像控點的布置和設(shè)計

像控點工作的主要目標就是為了讓影響更加清晰，給后期判刺與立體測量工作提供基礎(chǔ)。布置和設(shè)計的控制點要適應(yīng)公用需求，通常布置設(shè)計在航向或旁側(cè)方向六葉或五葉重疊處。控制點的布置應(yīng)該距離橡片1cm～5cm之間，綜合測圖方式的控制點應(yīng)該距離航向邊緣要在0.5cm～0.8cm之間，高程控制點點位目標要選擇高程起伏程度較小的位置，呈現(xiàn)出線狀地物交點與平山頭為最佳狀態(tài)。地形起伏角度較大，例如山頂、狹溝等不能當成點位目標。另外，在目標與像片這兩點條件之間發(fā)生矛盾時，就應(yīng)該先考慮點位目標。

3.2 航空攝影

3.2.1 無人機航線的設(shè)計

無人機航線網(wǎng)布點應(yīng)該依據(jù)航線對每段來設(shè)計數(shù)量大約為6個的平高點。航線起始點與終點應(yīng)該布置在通過像主點，并且在方向線上呈現(xiàn)出垂直狀態(tài)的直線上面，在比較困難的情況下互相偏離，偏離距離不能大于半條基線。航線中間位置的控制點應(yīng)該布置在首端與末端控制點所處的中線之上，在比較困難的情況下可以向兩側(cè)偏離，偏離距離在一條基線之內(nèi)，其中一個點的最佳布置位置在中線上，應(yīng)該最大程度上杜絕兩個控制點向中線同一側(cè)出現(xiàn)偏離情況，如果發(fā)生同一側(cè)便宜問題時，最大程度不能超過一條基線。依據(jù)拍攝區(qū)域范圍、劃定與提供的分區(qū)所擁有的平均基礎(chǔ)面高程來開展無人機航線設(shè)計，盡可能確保航攝區(qū)域高差不超過設(shè)計航高的16%，測量區(qū)域之間的重疊保持在60%～70%之間。

3.2.2 航攝

在確定的航攝時間之內(nèi)，選擇地表植被少、覆蓋物少、云霧少、無沙、大氣透明度較好的季節(jié)開展攝影測量工作，同時按照地形所擁有條件之間的差異，嚴格遵循規(guī)范與標準太陽高度角來確定實際航攝時間。

3.3 空間三角測量加密作業(yè)的實際程序

空中三角測量作業(yè)的實際程序就是數(shù)據(jù)準備工作→內(nèi)定向→人工量測、修測框標（自動量測框標）→內(nèi)定向精度<限差→測航線拼接點→人工量測或修測內(nèi)業(yè)加密點（自動匹配航線間的內(nèi)業(yè)加密點）→自動匹配或計算航線內(nèi)的加密點→相對定向結(jié)束→計算、修測地面控制點的像點位置→設(shè)定測圖定向點→多項式平差→相鄰測區(qū)接邊、輸出最后成果→測區(qū)加密技術(shù)。

3.4 內(nèi)業(yè)數(shù)字化地形測量圖

通過像片準備與定向工作以后，才能開展數(shù)字化地形地貌測繪工作。立體測圖可以選擇野外調(diào)繪完成后測圖與內(nèi)判測圖完成后進行外業(yè)對照、補測與補調(diào)等方式。

結(jié)語：

隨著城市化進程的不斷推進，無人機攝影測量技術(shù)就在數(shù)字化地形測量中得到了廣泛應(yīng)用。但盡管我國無人機攝影測量技術(shù)已經(jīng)獲得了可觀的成果，仍需不斷的完善和優(yōu)化。然而在系統(tǒng)安全性及相關(guān)配套設(shè)施的持續(xù)進步，無人機攝影測量技術(shù)在數(shù)字化地形測量中的應(yīng)用效率，將獲得大幅度的提高，這對我國測繪工作就有著十分重要的現(xiàn)實意義。

參考文獻：

[1]徐燦.關(guān)于無人機攝影測量技術(shù)在數(shù)字化地形測量的運用分析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2017（16）：295-295.

[2]趙巖，張允濤，周濤.無人機攝影測量技術(shù)在數(shù)字化地形測量的應(yīng)用[J].工程技術(shù)：文摘版：00100-00101.

作者簡介：

王秀穎（1984），女，漢族，安徽省蕪湖市人，測繪工程師，本科學歷，本科在讀，單位：華東冶金地質(zhì)勘查局物探隊。