無人機航空攝影測量在地形圖測繪中的應用淺析

文/胡哲斌 縉云縣測繪大隊 浙江麗水 321400

無人機（UAV），即無人駕駛飛機，通常是利用無線電遙控設備及加載好的程序控制裝置來操縱，或者是由車載計算機完全或半自主操控，相比于傳統的人工駕駛飛機來說，無人機具有輕便靈活、造價低的優點，能夠適用于各種復雜環境的作業，目前被廣泛應用于航拍、農業、快遞運輸、災難救援、觀察野生動物、監控傳染病、新聞報道、電力巡檢等各個領域中[1]。地形圖測繪是一項工作量大且難度較高的項目，在傳統的測繪體系中，由于測繪技術不發達，工作效率比較低，而且常常存在數據不準確、不全面的問題，隨著無人機等先進測繪技術設施的引進，地形圖測繪工作成果有了質的改變。

1、無人機航空攝影測量的應用優勢

無人機航空攝影測量，由飛行控制系統、地面站系統、航拍系統以及數據處理系統等四部分組成，是通過無人機搭載高分辨率、體積小的相機，在地面控制系統的控制下，按照既定路線拍攝目標區域的影像，獲取地形地籍信息的一種技術[2]。在地形圖測繪工作中，應用這一技術，首先應該明確地形圖繪制的各項需求，從而明確技術含量需求及技術設施配置要求，然后再根據現有配置制定科學合理的工作方案，確保在規定時間內獲取所學的數據、影像等信息[3]。

相比于傳統的測繪技術來說，無人機航空攝影測量技術具有以下幾個優勢點：①性價比高。無人機本身造價比較低，而且無需人員駕駛，能夠適應一些比較危險的測繪工作，深入地形險峻的地段，消除測繪死角，而且對于起飛及降落的場地要求都比較低，在低空條件下飛行對于天氣狀況、氣候條件的要求也比較小，能夠適應大部分的工作環境，整體上來說具有較高的經濟適用性；②測繪效率高。無人機航拍時可攜帶數碼相機、彩色數字攝影機，迅速準確地獲取目標區域的地表影像，并且在相關數據處理技術的協助下，生產三維可視化數據，相比于傳統的人工測繪方式，流程大大簡化，工作效率顯著提升；③測繪數據時效性強，準確度高。低空無人機安全靈活，不受地形影響，可以進入各種復雜地域進行拍攝，且目前無人機上攜帶的都是高精密型數碼成像式器材，具備垂直乃至傾斜攝影的強大功能，以及低空捕捉高分辨率建筑物多角度影像的能力，近景航拍精度可達亞米級，所獲取的全方位數字正射影像圖清晰直觀，能夠有效避免地圖元素的遺漏，同時保證較高的數據精確度。

2、無人機航空攝影測量在地形圖測繪中的應用

2.1 空中三角測量技術的實施

在開展測繪工作前，首先明確測繪工作的要求，采集目標區域的相關信息，進行空域協調、技術設施配置、現場勘查之后，對飛行航線進行設計，再進行空中三角測量[3]。在空中三角測量技術中，需要應用到PixeIGrid高分辨率遙感影像一體化測圖系統，以及PAT-B光束法平差軟件，具體技術實施流程如下：①數據準備。明確并設置好各項航拍參數，比如說相機焦距、像主點坐標、像元大小，對航拍POS數據、控制點坐標文件進行復核；②校正畸變差。非測量相機的使用引起了較大的畸變差，因此必須進行校正，并且采用VzLowCor校正影像，確保航拍影像不存在主點偏移及畸變的情況；③構建測區高程文件。引入畸變差校正好的影像，自動開展內定向作業，確立航帶初始偏移量，去除較大的誤差像點，剩余連接點進行互交編輯作業；④成果獲取。在自動相對定向是，應該影像中相對定向點超過900個，并且是均勻合理分布的，再利用PAT-B光束法平差軟件，進行區域網平差結算，將測區合并起來，應用空三加密成果，輸出VortuoZo測圖工程文件。

2.2 數字正射影像技術的實施

無人機在遠程超控下，到達制定測繪地點，通過對提前布控好的各個像片控制點或者顯著地標進行聯合測控，通過系統導航測繪技術對該地區的地形信息進行全方位多角度的精準測繪。數字正射影像技術的具體實施流程為：①DOM技術的實現。其技術依據為淡漠型的內外范圍原色及數字高程模型DEM，適用于格列模型數字化航空相片的影像重采樣作業，通過調色、裁減等手段生成標準分幅的正攝影圖像；②獲取單片正射影像。導入影像數據及加密成果后，系統可自動生成DSM，并且自動應用合適的濾波處理措施，將之轉變為DEM格式，隨后在VortuoZo測圖系統中，可以相片為單位進行糾正，生成單片正射影像；③生成影像定位文件“tfw”。選取圖幅范圍中的單片正射影像，應用Inpho軟件進行拼接、裁切、正影像輸出等，生成影像定位信息文件“tfw”。

結語：

我國國土面積達96萬平方米，面積廣闊，這使得土地資源的利用現狀掌控難度比較大，如果依靠傳統的人工測繪方式，不僅數據的準確性和精確度比較低，而且耗時較長，工作效率也比較低，我國的第一次土地調查耗時就比較長，從1984年開始，直至1997年才完成這項工作，耗時13年。隨著計算機技術、傳感器等現代化信息技術的發展，測繪體系中不斷融入了新的技術元素，其中無人機航空攝影測量技術的應用，就大大提高了地形圖測繪工作效率及質量，應用這一技術，相關部門能夠快速掌握各個目標區域的測繪信息，明確各個區域的界限、地物信息以及權屬信息，繪制出高質量的地形圖。