無人機航測系統在公路帶狀地形測量中的運用研究

李濤

摘要：無人機航測系統具有良好的機動性以及高拍攝效率，為此被廣泛應用于許多領域。無人機航測系統在地形測量方面具有明顯的優勢，本文介紹了無人機航測系統的概念，對無人機航測在公路地形測量中的應用現狀進行了闡述，最后對無人機航測系統在公路帶狀地形測量中的運用進行了研究，以期促進其在地形測量中的應用。

關鍵詞：無人機；航測系統；公路帶狀地形測量；概念；應用現狀

1無人機航測系統概述

公路帶狀地形測量的方法多種多樣，但無人機航測系統在眾多的測量方法中具有明顯的優勢。全站儀測量的方法需要投入大量人力，傳統的航空測量則存在較強的局詳性，容易被天氣、環境等因素影響，而無人機航測系統構造簡單、測量成本低，與其他方法相比更加高效實用。無人機航測系統指的是采用無人機技術、通訊技術、攝影測量技術等自動化技術拍攝測量空間，提取其中的有用信息，對信息數據進行實時分析處理，構建模型以及進行應用分析的一種技術。近年來低空飛行無人機技術發展迅速，無人機航空攝影技術與全站儀測量法、傳統航空測量法等其他公路帶狀地形圖測量方法相比表現出了明顯的優勢。無人機航測系統不僅拍攝成本低、構造簡單，還能測繪危險區域，對危險區域進行快速監測。

無人機航測是公路帶狀地形測量中具有明顯優勢的新型技術，顯著提高了公路帶狀地形測量的準確性，能在短時間內得到準確的此測量結果。提高拍攝像素、完善攝影技巧是航空攝影中一直以來存在的兩個關鍵問題，因為航空攝影普遍存在影響清晰度不足的缺陷。而無人機航測系統的產生和應用有效解決了這兩個問題，其拍攝作品清晰度高、分辨率高、比例尺大、面積小、現勢性強。要制作出能充分體現地形外在特征的模型，首先必須獲得合適的材料。無人機航測能為地形模型制作提供優質的攝影材料，幫助制作人員對公路帶狀地形進行準確的分析。無人機航測的生產流程主要由五個階段組成，分別是方案設計、航拍、像控點測量、空三加密、內業測圖、整理資料，圖1是無人機航測的具體流程。

2無人機航測系統在公路帶狀地形測量中的運用

假設某帶狀公路位于丘陵地形中，公路蜿蜒曲折，公路設計單位提供了1：50000線路中線方案，中線與比較線約210米，則利用無人機航測系統對該公路帶狀地形的測量情況如下文所述。表1概括了整個測量過程各個階段的內容。

首先，控制測量。此階段的測量工作需要采用GPS測量法與全站儀測量法結合的方法完成，選擇一對四等的全球定位系統控制點，控制點應在沿著公路約5千米的地方進行設置。同時，各控制點之間應加密設置，每隔五百米設置一個一級導線點。

其次，無人機航空攝影。此階段應先確定航線和航飛模式。無人機飛行航線設計應根據擬建公路的走向進行，此次無人機航測使用了四架無人機，一架無人機具有四條航線，需要進行四次測量。四架次的飛行測量目的是提高獲得線路相關信息數據的準確性和詳盡性。選擇ZC-Ⅱ作為此次無人機航測的飛行平臺，飛行控制系統則是YS09，相機為Canon EOS 5D Mark Ⅱ型單反，焦距為35.52毫米，航測時間應選擇氣候條件最好的時間段。當航線、航飛模式確定后，則需進行相控點的設置和測量。相控點即相片控制點，此次航測采用的相控點標志是由1.5米的方形噴繪紙制作而成的，標志圖案為黑白相間的三角符號。公路帶狀地形比較復雜，可視性也不強，在這樣的條件下設置、測量線路線周邊控制點時必須設置布標，以便確保后期系統成圖的精確性。布標可以用規格為1.5米的方形噴繪布制作，布標上是四個黑白相間的三角形。結合使用GNSS、GNSS RTK、全站儀導線測量這三種測量方法進行相控點的測量，目的是提高測量結果的質量和效率，優化測量結果的精確性和準確性、可靠性，提高相控點精確度。

再次，空三加密計算。相片改正后數碼相片的片框標坐標殘差絕對值等于0，采用邊框自動計算的方式進行內定向。對于系統誤差，可以采用自檢校平差的方法消除，提高結果的準確性、可靠性。

接著，內業測圖。內業測圖通過全野外調繪后刺點側圖的方法完成，如果圖中出現與現狀不符的地物，則應進行野外補測，同時利用合理的方式測繪等高線。

最后，外業調回及成果精度檢查。外業調繪在打印出的地圖上進行，這一操作必須嚴格遵守國家制定的標準和要求。航測的最后成圖需進行測繪修補，而后對數據進行相應的修改。

3小結

無人機航測系統能夠滿足公路帶狀地形圖測繪的要求，在公路帶狀地形圖測量中具有較高的實際應用價值，能夠為地形圖的測繪提供精確、可靠的數據。利用無人機航測測量公路帶狀地形能夠在滿足技術要求的同時達到節省人力、物力，降低成本的效果。為此，對無人機航測系統進行研究具有必要性。

參考文獻

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（作者單位：南京中設航空科技發展有限公司）