大比例尺地形圖測繪中的無人機航測

梁晨 李睿鑫 周琦

摘 要：目前，我國科學技術水平顯著提升，無人機技術與航測相結合對于測繪行業來說就是一次巨大的進步。無人機航測不但使用成本低，而且應用靈活，所以得到了非常廣泛的應用。本文將首先就無人機航測技術做簡要介紹，其次對航空攝影測繪的發展歷程做簡要闡述，然后重點探討大比例尺地形圖測繪中的無人機航測應用，最后以一個具體項目來就其應用做進一步說明。希望本文的論述能夠為相關從業者的工作提供一定的參考和借鑒價值。

關鍵詞：無人機;航測;大比例尺;地形圖

引言

無人機航空攝影現在已經廣泛的應用于大比例地形圖測繪、文物修復、環境監測保護、災害區域分析和自然資源管理等領域。其數字產品地表分辨率可以滿足較高精度的工作需求，但在大比例尺成圖中，存在高程及其他精度無法滿足建設要求的缺點，提高無人機航測成圖高程精度是亟待解決的問題。

1.無人機航測技術概述

首先無人機航測技術的起飛以及降落并不需要太多的地形支持，在無人機航測技術在地形勘測工作得到應用之前，地形測繪工作想要完成測繪任務，只能通過一些大型航測設備來完成航測工作，例如直升機航測技術等，想要通過這些設備完成航測工作，測繪工作人員首先需要對設備提出申請，在得到相關批準之后，才能夠展開測繪。而無人機航測技術并不需要這些申請工作，無人機的起降要求以及飛行環境要求并不高，控制方式也更加便捷。其次無人機航測工作相比其他測量方式工作的效率更高。早期我國的地形測繪工作較為落后，如果測繪地區的地形較為復雜，環境狀況不佳，測繪工作所得到的數據就容易出現誤差，這些情況也導致測繪工作的推進非常困難，還有一部分地區根本無法通過傳統測量方式來完成測繪工作，無人機測繪方式能夠輕松對這些地形較為復雜地區展開測繪工作，在無人機測繪的過程中，通過遙感技術，測繪工作人員能夠根據無人機測繪到的實際情況對拍攝地點進行調整。

2.無人機航測技術在大比例尺地形圖測繪中的應用

2.1照片的控制測量

應用無人機航測技術進行大比例尺地形圖測繪時，其中一個關鍵環節是進行像片的控制測量，目的在于將航測影像數據信息與全球定位導航系統（GPS）采集的信息相結合，然后利用無人機航測數據轉換與地面測量數據的關系進行數據處理。此外，利用該技術進行照片控制測量時，需結合全球導航定位系統和相關測繪技術對目標區域進行準確的測量，其中對于一些現場控制點位的測量，必須進行定位操作，而且一般需要將圖像控制點設置在具有明顯特征的位置，實際測繪時通常要畫出每一個控制點的點位，并突出它們的整體位置關系，以便于后續開展重復測量工作。

2.2航測控制點布設

在實際航測過程中，首先需要針對無人機航測的控制點展開科學布設。控制點的布設，必須要結合測區的實際地形條件，與大比例尺地形圖測繪的要求，從而決定選擇的控制點的數量，以及各個控制點的位置，從而為后續無人機航測奠定良好的基礎，高效完成數據采集。比如，第一條以及最后一條航線在其相對平面內的像控點布設基礎應控制在8個以內。如果測區的實際情況為微丘陵，測繪基線則應當適當增加至12個以內;如果測區為重丘陵地形，則應當增加至16個以內。而且，在布設像控點的過程中，要必須要全面考量航線的實際情況與不規則網狀況;如果實際的控制網屬于不規則狀態，則應當將端點四周的特征納入一體化考量中，以免對拍攝的精度和全面性造成影響。如果測區的實際地形條件復雜，像控點目標在選擇中存在較大的難度，則可以通過小型目標分段擬合的方式來完成，這樣能夠最大限度地保證攝像清晰度，確保大比例尺地形圖繪制具有良好的數據基礎。

2.3進行空三加密和模型的建立

根據連接點在航空攝影測量像片中的位置和少量地面控制點的像方坐標及其物方坐標，通過平差計算，求解影像的外方位元素和連接點的物方空間坐標。空中三角測量主要包括雙拼影像區域網平差和單獨影像的區域網平差，選擇均勻分布于航測區域的5～6個像控點進行刺點平差，其他像控點可通過預測功能確定位置以達到快速測量的目的，平差方式選擇的是平差軟件XSFM，探測粗差并剔除，查看平差報告，采用WGS-84坐標系下的控制點坐標進行平差，高程精度相對較低，轉換為國家2000坐標系，進行二次平差，比對兩次平差精度。

2.4優化無人機航線設計

在無人機航測工作展開之前，測繪工作人員首先就需要對測繪任務的測繪需求進行分析，然后為無人機設置相關的飛行路線，在設置飛行路線的過程中，必須要確保路線全程都能有航測目標物存在，除此之外，還需要確保測量地區內地形的高度差在無人機航線高度的1/6距離內。其次在完成航線設計之后，測繪工作人員需要對航線中的地點進行調查，確保航線之中像主點不存在落水點，無人機在飛行過程中所受到的側風影響處于最小狀態。在無人機測繪的過程中，測繪地點的天氣環境會對飛行控制的精準度以及測量工作的準確度造成影響，因此在設計航線的過程中，測繪工作人員需要充分考慮到這一問題，確保無人機航測設備的拍攝間距以及航線間距處于合理范圍內。

結語

綜上所述，無人機航測技術是一種非常便捷、靈活的航測技術，而且能夠獲得非常精確的測繪效果，所以在大比例尺地形圖測繪工作中有很高的應用價值。使用無人機航測技術，可以是數據采集的全面性、時效性都得到顯著提升，而且對于測繪人員來說，工作強度也得到了大幅降低。因此，對于測繪人員來說，要不斷總結無人機航測技術的經驗，用于創新，使其應用范圍繼續得到大范圍拓展，從而為測繪事業發揮更高的價值。

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