無人機航空測量技術在地形測繪中的應用

冼少梅

隨著我國社會經濟的快速發展與科學技術不斷提升，推動了國內無人機技術及其研究的發展，同時也為無人機航空攝影測量技術的不斷優化和創新提供了更好的基礎支持。其中，在地形測繪中，通過將無人機技術和航空攝影測量技術的有效結合運用，從而促進其地形測繪實踐中的應用和發展，不僅能夠促進地形測繪的數字化水平及其工作質量和效果提升，同時對地形測繪工作的適用性也實現了更好的充實，對我國地形測繪以及有關工作開展均具有十分積極的作用和意義。本文在對無人機航空測量技術及其應用優勢分析基礎上，圍繞無人機航空測量技術在地形測繪中的應用進行研究，以供參考。

一、無人機航空測量技術及其應用優勢分析

隨著科學技術的快速發展，對我國無人機航空測量技術的應用和發展起到了十分積極的促進影響。其中，無人機航空測量技術作為將無人機航空攝影和測量技術充分結合而實現的一種新型技術手段，對其在地形測繪中的應用優勢，可以從以下幾個方面進行簡單分析。

1.能夠及時、準確地進行數據收集與獲取

無人機航空測量技術應用中，通過對無人機航空測量技術和先進攝影設備的結合運用，能夠實現對無人機航空攝影和測量的性能質量完善，從而實現地形測繪所需的數據資料快速、準確的收集，為地形測繪中數據資料的準確與及時獲取提供良好的支持。此外，利用無人機航空測量技術進行地形測繪的數據資料獲取后，還能夠通過數字化圖像對所收集信息進行綜合分析，從而生成可視化的攝影圖像，為地形測繪工作開展提供有利的支持。地形測繪工作開展中，將無人機航空測量技術與衛星遙感、航空攝影測量等技術相融合，從而在更為完善和統一的技術系統支持下，實現具有更高質量和效果的地形測繪數據信息獲取，滿足地形測繪的數據需求。如下圖1所示，為無人機航空測量技術中的無人機測量系統示意圖。

圖1 無人機航空測量

2.具有較強的響應能力

由于無人機航空測量技術在地形測繪應用中，是通過無人機的低空飛行來實現航空攝影和測量分析，其在具體測量中受惡劣氣候環境的影響相對較小，能夠獲取更加準確與全面的測量數據，并且對測量數據的良好響應能力進行支持。此外，由于無人機航空測量技術進行地形測繪應用，可通過對所處地區的網絡以及電子計算機系統應用，來滿足測量數據的信息存儲與傳遞需求，并在上述網絡和技術的支持下，為測繪人員的信息數據獲取提供支持，同時為地形測繪工作開展提供更有利的條件支持。

二、無人機航空測量技術在地形測繪中的應用

1.工程實例

以某公路工程的地形測繪為例，該公路工程屬于一個二級公路項目，公路全長約為120km，整體地勢較為平坦，道路全程呈現出順直且平緩的狀態，路面主要采用瀝青混凝土材料。其中，在進行該公路工程的地形測繪和分析中，結合其公路工程施工建設的具體要求，為滿足公路工程所在地區的城市發展交通需求，需要對另選走廊帶繞行過境路段的地形狀況進行測量和分析，其地形測繪的比例尺采用1:2000，并且在該公路工程的地形測繪中主要采用無人機航空測量技術。下文將結合該公路工程的地形測量情況，根據其地形測繪的具體流程和主要內容，從測量過程中的像控點布設以及空中三角測量模式的應用和實施等方面，對其進行簡單分析和論述。

2.像控點的布設分析

對測量區域的像控點進行合理布設，是無人機航空測量技術應用的重要環節和關鍵內容。其中，在進行測量區域的像控點布設中，一般需要進行區域網點布設和像片控制點測量等不同工作內容開展。對區域網點的布設實施，則需要結合測量分析區域的平高點特征，根據航空測量所獲取的信息數據對區域網點進行各項不同的基本線路劃分，即對地形較為崎嶇的測量區域，一般需要進行六條基本的航拍基線劃分和設置；而對旁向航線的跨度位置需要進行兩條基本航線設置；對整體規則性較差的測量區域，其網點布設需要對測量區域的不平整位置點進行平高點補充。此外，在進行像片控制點的測量中，多會采用對應級別的GPS控制節點對各重要的位置進行測量和分析；同時，還可以通過對專業測量儀器與設備的利用，采取合理的方法，在將像片控制點列入其整體網絡的RTK控制系統后，結合RTK控制系統的具體情況實施相應的測量。在像控點測量操作中，為確保其工作有序開展，可通過對整個測量區域內的像控點進行提前合理設置，將其作為平高點進行測量，同時將RTK網絡的流動站進行合理設計，從而對無人機航拍所獲取的數據資料以及其數據控制系統的數據準確性進行保障，并促進其高效傳輸的實現。對RTK網絡中流動站的流動觀測效果，在滿足相應要求和條件的基礎上，可通過對各流動站測量數據進行整體運行，同時根據區域坐標信息數據，對其平面與高程的精度、參數設置進行操作，從而對各參考站點的數據傳輸及其測量分析效果進行支持。

3.空中三角測量模式及其應用分析

采用無人機航空測量技術進行地形測繪應用中，對像控點的測量與觀察，多會利用三腳架并使其測量觀察點正對中央，從而開展相應的測量和分析。其中，采用空中三角測量模式進行測量和分析，需要在測量工作開展前，明確無人機航測的工作流程進行，確定其測量目標和任務，從而選擇合理的測量儀器與型號，并開展相應的資料收集、空域協調與機器調整等工作，在現場踏勘與航線設計、作業無人機檢查等環節開展基礎上，對其測量分析的流程完善性和規范性進行保障。采用空中三角測量技術進行測量計算中，需要采用Pixel Grid高分辨率遙感影像一體化測圖系統對其進行測量和計算進行有效支持，同時采用PAT-B光束法平差軟件進行計算結果處理。

空中三角測量技術在上述公路工程的地形測繪中的應用，其主要流程包括數據準備、對畸變差進行校正、測量區域的高程文件建立、測量數據與成果獲取。數據準備環節，需要進行測量應用相機的焦距以及測量的像主點坐標、像元大小等參數合理設置，同時對航拍測量的控制點坐標文件以及POS數據等進行確認，確保其符合地形測繪的測量要求。對畸變差的校正，是根據無人機航空測量中采用非測量相機容易導致其測量結果存在較大的畸變差，因此，為避免對測量結果的準確性產生影響，應在測量開展前進行相應的畸變差校正工作。無人機航空測量的畸變差校正環節，還需要采用VzLowCor軟件進行影像校正，以實現更加精確的無主點偏移與畸變航拍影像獲取，為有關測量和分析提供支持。對測量區域的高程文件建立，是通過將畸變差的校正影像引入后，通過和相應參數聯系，以對測量過程中的自動內定向作業開展進行支持，同時對航帶的初始偏移量進行確定，為測量實施以及測量基礎上的地形測繪工作開展進行保障。如下圖2所示，即為采用無人機航空測量技術測量獲取的成果圖。

圖2 無人機航空測量成果圖

三、結束語

總之，無人機航空測量技術在地形測繪中的應用，由于其自身的良好可控性與高效性、靈活性特征，對地形測繪工作質量和效果提升的影響十分明顯。其中，針對無人機航空測量技術在地形測繪中的應用進行研究，有利于促進對無人機航空測量技術的理論知識和特征優勢全面掌握，在地形測繪中更好應用，并充分發揮其作用優勢，具有較突出的研究價值和意義。