無人機低空攝影測量系統在大比例尺地形圖中的應用

吳瑞華

【摘 要】目前，我國測量技術被廣泛應用于各個領域，無人機低空攝影測量作為一項測量新技術，在大比例尺地形圖中發揮著重要作用，本文主要對此展開分析和探討，希望能夠進一步推動我國測量行業的不斷發展。

【關鍵詞】無人機；低空攝影；攝影測量；大比例地形圖

無人機遙感技術的出現，在很多行業中被廣泛應用，特別是在測繪工程測量中，該技術在其中科學合理的利用，對整個測繪工程測量領域的發展而言，具有非常重要的影響和作用。無人機遙感技術在測繪工程測量中的合理利用，不僅能夠提高測繪效率，而且還能夠利用最短的時間，完成一系列的測繪工作，保證最終的測繪質量和效果。由此可以看出，無人機遙感技術對測繪工程測量領域而言，是現階段以及未來發展過程中非常重要的技術手段之一。

一、無人機低空攝影測量的應用現狀

隨著技術的不斷完善，無人機在導航、通信等方面的功能也得到了進一步的優化，無人機的應用領域隨之增加并且進入到各行各業中。通過研發人員的不斷努力，將城市測繪工作中的測量技術以及遙感技術等先進的科學技術有效地結合在一起，實現城市高精度測繪的目標。相對于傳統的航天測量技術，無人機的低空測繪有著無法超越的優越性。在技術的不斷發展推動下，無人機能夠在非常短暫的時間內獲得分辨率較高的圖像，目前無人機已成為城市測繪工作中的首選工具。經過初步統計，目前全世界范圍內進行無人機研究的國家已達到了40多個，經過不斷地研究已經掌握了近100種無人機的應用方式。通過這一組數據可以了解到，無人機應用所具有的重要性，因此能夠掌握無人機在低空領域的攝影測量技術，對于提升我國在無人機市場上的技術競爭力有著非常重要的意義。但是目前我國無人機的研究領域還相對狹隘，相對來說很多國家已經開始將無人機的使用范圍從城市發展到海洋甚至是森林等領域，實現環境監控、森林火災監控等作業，為安全提供了保障。所以應該加快對無人機的研究，不斷的擴展其應用領域，使其能夠更好地發揮其優勢作用。

二、無人機航空攝影測量技術的特點

（1）無人機有很高的作業效率。無人機的航空測量主要形式是借助彩色數碼相機和高清數碼相機等設備，對地面進行測繪工作及時獲取地面情況，將有效影響信息轉換成立體三維信息，經過網絡技術及時傳達到相關工作部門，為他們進行地形圖測繪提供有效資料。（2）無人機能獲取及時有效的數據信息。采用無人機航空攝影測量這項高端技術，和以前的衛星測繪技術相比，有更精確的測繪數據，為相關人員提供所有的資料。（3）因為無人機整體機型輕巧，有很強的靈活性，和普通的載入飛機相比，能節省起飛降落所需要的空間，起飛時間快，不需要遙控操作，起飛前設定好工作路線，其靈活性適宜不同的工作環境，確保平穩飛行，及時的把搜集到所需要的有價值信息傳輸回地面工作平臺，防止事故出現時數據的遺失。（4）在保證高效率工作同時，有效的節約了成本。無人機體型小，所需要的制造材料少，相對節約了造價成本；不需要人員造作，系統操作簡單，成本低，也節約的資金投入。（5）無人機在進行測量工作時在高空作業，能實現全方位、立體化的對地面進行航拍記錄。

三、無人機攝影大比例地形圖測繪

（一）影像獲取

目前大部分的無人機飛行器荷載重量在1kg以下，搭載相機類型以微單及卡片式相機為主，需要定期進行相機標定，以保證相機參數的準確性。在進行航線設計時，根據航攝分辨率、航向重疊度及旁向重疊度要求，結合相機焦距、像元尺寸等參數，計算相對航高、基線長度及旁向間隔等飛行參數。實施航飛前，對航飛區域進行踏勘，選擇合適的起降場地，盡量在無風情況下完成無人機起降操作，飛機降落后，提取航攝影像數據及對應POS數據。

（二）空中三角測量與數據收集

結合航飛與影響分布情況，將空三區域視為加密區域網，應用自動與手動結合策略實現空三加密。經由計算平差、檢查和調整，依據相應規范最后加密成果符合1∶1000數據采集要求。在應用空三成果實現數據采集過程中，總結測繪區域呈現出以下幾種問題：第一，在高差較大的位置進行測量中，存在著影像質量差，且分辨率相對較低，此問題在未來飛行中可經由增加飛行重疊度加以控制；第二，）基于山區植被致使部分影像紋理貧乏，有少量模型相對定向精度不高致使測繪圖基礎定向點超出限定標準。

（三）對無人機航空攝影測量的外業補測工作有所加強

對地形圖測繪時使用無人機進行數據信息采集之后，對所獲取的信息資料及時分析對比，盡早的看到。實際測量當中涉及的問題，對無人機之前沒辦法測量的地方，趕緊采取補測措施，為所需的地形圖測繪提供全面的數據資料。把前期的數據和后補數據展開比較分析，細化研究之后得出的結果，才能保證數據較為準確，最大程度的保證地形圖的精準度。

（四）DLG生產

測區經過空三加密之后，輸出經過平差解算后的影像外方位元素，以此構建立體像對，然后在立體像對上采集數字線畫圖，按照地形圖圖式及各大類地形地物表示要求，經過外業調繪及內業編輯處理后形成最終的地形圖成果。

（五）航空攝像測繪中數字影像像片控制

無人機航空數字影像可以對土地進行大面積的精準測量工作，獲取的影像數據清晰度高、精細度高，無人機航拍系統結合衛星定位系統進行的像片控制技術，實時把航拍影像數據傳遞給地面工作平臺，進行比較處理工作，兩組數據進行轉換，有效地掌握實際測量地區的具體情況，對航拍信息進行完整的記錄，完善該地區需要的有限數據。

四、結語

綜上所述，無人機攝影技術作為一種新型的地形圖更新與修測手段，隨著相關技術的不斷成熟，其優勢會更加明顯。通過對無人機航測進行相關分析，從而為無人機攝影測量技術應用于城市大比例尺地形圖更新修測項目提供工作思路和作業指導，推動測繪事業的健康發展。

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