無人機攝影測量技術在數字化地形測量的應用分析

文/王秀穎 華東冶金地質勘查局物探隊 安徽蕪湖 241000

1、無人機攝影測量技術

基于無人機攝影測量技術創(chuàng)建的系統(tǒng)中就包含了無人機飛行平臺系統(tǒng)、飛行導航與控制系統(tǒng)、任務設備、數據傳輸系統(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、起飛著重設備等裝置與部件。大多數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)的結構更加合理，性能實現(xiàn)穩(wěn)定。無人機攝影測量技術的應用，不僅僅可以有效實現(xiàn)快速設計航線、攝影范圍檢查、數據信息實時傳輸，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備，并且這一設備能夠當成記載傳感器使用，將低空高分辨率遙感數據當成主要應用目標，以此在短時間內快速獲得和處理拍攝到的地形數據信息。

2、無人機攝影測量技術的測圖原理

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實現(xiàn)透視轉變，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。

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，就是讓攝影測量和平板儀器進行充分結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，更加適合應用在山地，其可以把立體像布置在立體測圖設備內部，完成微小型地面幾何模型的創(chuàng)建，利用在建設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，適合被應用在丘陵地形之上，這種方式就是依據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備元素數據信息。在空中三角測量工作開始之前，相關單位所要獲得資料就包含了航空攝影質量書、編圖檔案、野外操作控制圖表及相關的測量手續(xù)和工作流程設計方案。

3、無人機攝影測量技術在數字化地形測量中的應用

3.1 像控點的布置和設計

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。布置和設計的控制點要適應公用需求，通常布置設計在航向或旁側方向六葉或五葉重疊處?？刂泣c的布置應該距離橡片1cm～5cm之間，綜合測圖方式的控制點應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，就應該先考慮點位目標。

3.2 航空攝影

3.2.1 無人機航線的設計

無人機航線網布點應該依據航線對每段來設計數量大約為6個的平高點。航線起始點與終點應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偏離，偏離距離在一條基線之內，其中一個點的最佳布置位置在中線上，應該最大程度上杜絕兩個控制點向中線同一側出現(xiàn)偏離情況，如果發(fā)生同一側便宜問題時，最大程度不能超過一條基線。依據拍攝區(qū)域范圍、劃定與提供的分區(qū)所擁有的平均基礎面高程來開展無人機航線設計，盡可能確保航攝區(qū)域高差不超過設計航高的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，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)的實際程序就是數據準備工作→內定向→人工量測、修測框標（自動量測框標）→內定向精度<限差→測航線拼接點→人工量測或修測內業(yè)加密點（自動匹配航線間的內業(yè)加密點）→自動匹配或計算航線內的加密點→相對定向結束→計算、修測地面控制點的像點位置→設定測圖定向點→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。

3.4 內業(yè)數字化地形測量圖

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

結語：

隨著城市化進程的不斷推進，無人機攝影測量技術就在數字化地形測量中得到了廣泛應用。但盡管我國無人機攝影測量技術已經獲得了可觀的成果，仍需不斷的完善和優(yōu)化。然而在系統(tǒng)安全性及相關配套設施的持續(xù)進步，無人機攝影測量技術在數字化地形測量中的應用效率，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：

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