無人機航空攝影測量在河道地形圖測繪中的應用

康曉娟

安徽省淮河河道管理局測繪院 安徽 蚌埠 233000

引言

在無人機航空攝影測量技術應用時，基于無人機遙控操作控制器飛行至指定的測量目標位置，通過飛行器中的攝影設備對測繪目標對象進行航拍，開展河道地形圖測施工，為相關技術人員提供詳細的河道數據信息，能夠提升工程測繪測量數據的全面性、精準性等，降低復雜地形測繪工作難度，實現測繪數據信息化分析。在河道地形圖測施工中，基于無人機航空攝影測量技術能夠降低外業測繪工作難度，同時保障測量數據的精準性。

1 無人機航空攝影測量技術應用優勢

首先，無人機航空攝影測量技術應用過程中，其適應性較強，在使用過程中能夠適應外界惡劣環境因素的影響，保證河道地形圖測質量安全。其次，無人機航空攝影測量技術的應用成本較低，操作相對較為簡單，同時無人機設備的體積較小，空間占用面積小。在低空過程中能夠實現自動管控，降低河道地形圖測量工作中的人工需求量，節省人工成本消耗，因此，無人機航空攝影測量技術具有降低河道地形圖測成本的優勢。另外，無人機設備在測量飛行中，能夠滿足不同型號相機的承載工作，實現多角度靈活拍攝，航拍的清晰度高，不會受建筑物以及云層的影響，保證航拍畫面質量。同時，無人機即使在低空飛行中，也能夠保證拍攝對象的清晰度以及精度，滿足河道地形圖測數據精度要求。

2 河道地形圖測中無人機航空攝影測量技術的實際應用分析

2.1 布控科學的像控點

合理布置像控點位是保證無人機航空攝影測量技術高質量開展工作的關鍵，布置像控點對河道地形圖測工作質量有著直接的影響，科學的像控點位是保證測量精度的關鍵。通常，在無人機航向或旁向5、6片重疊的區域甚至像控點，能夠提升高航測像控點的利用率。如果在布點過程中，無人機旁向重疊區域的面積出現過大或者過小的情況，相鄰航線無法使用公共相控點時，及時選擇其他攝像布控點方式[1]。

2.2 空三加密技術

無人機航空攝影測量技術在河道地形圖測中應用，空三加密技術占據非常關鍵的地位。但是，由于空三加密技術在實際應用中容易被不良因素影響，導致空三加密測量精度存在誤差，影響河道地形圖測整體工作質量。因此，加強空三加密技術應用控制是關鍵[2]。

2.2.1 影像預處理的技術要點。由于無人機的體積較小，在飛行中容易受到風力的影響，因此，在開展測繪工作中，通常選用搭載非量測相機為航拍的主要相機設備，進而產生隨機畸變的情況較大。因此，為了保證無人機航拍或承重相機鏡頭出現畸變的情況，加強畸變數據誤差控制，積極開展空三加密技術是關鍵。

2.2.2 干預模型連接點的技術要點。河道地形圖測工作中，測量對象為水源地，在測量期間存在大量的水域，在無人機航空攝影測量技術應用中，利用空三加密精度進行檢測，并對模型連接點殘差數據解算，開展詳細的分布以及強度檢查。在無人機航空攝影測量技術在河道地形圖測中應用，測量工作中存在大量的植被、船舶、灘地等阻擋物時，由于檢測對象的特征不夠突出，在測量中容易發生連接點操作失誤的情況，發現失誤操作后刪除，并以手動操作的形式重新添加連接點。保證河道地形圖測期間內模型的穩定性。如果測量區域被植被以及水域覆蓋，測量數據判讀工作難以開展，相關技術人員需要適當放寬判讀標準要求。

2.2.3 刪除不可信點技術要點。在匹配模型工作中，如果連接點的重疊度較小，那么該點為不可信點，由于連接點的重疊度只有2°時，只能與其中兩張像片匹配，該點的可信度低，在空三加密期間刪除不可信點。

2.2.4 量測控制點的技術要點。測量控制點是保證無人機航空攝影測量技術測量數據精準度的關鍵手段，結合河道地形圖測的實際情況，選擇科學的布控點測量技術手段，以人工方式為例，在地面控制點進行全面的測量勘察分析，再使用立體量測的方式進行檢驗，連接點提取分為人工提取以及自動化提取兩種方式，其中當前較為常用的為自動化測量檢驗方式[3]。

2.2.5 空三測量精度控制的技術要點。自動完成連接點后，需要利用空三平差數據信息對連接點精度進行質量檢查。由于平差闡述設置對空三平差控制精度有著直接影響，因此，在開展立體測量工作前，應積極開展空三平差精度檢查，保證設置平差闡述合理性。在精度檢查工作中，依次檢驗模型連接點位置、模型視差數據、控制點位置等精度參數，一一進行指標對應檢查，保障精度能夠滿足空三加密技術要求。

2.3 利用無人機航攝技術對河道進行數字測圖

當前，空三加密成果主要是依托于信息化設備以及軟件，通過Impho軟件自動生成，在結合Mapmatrix航天遠景軟件進行DL+G立體采集。在內業測繪期間，如果測繪對象的地貌等基礎數據信息可以直接判讀并進行采集，同時能夠保證判讀的精準性。另外，無人機航空攝影測量技術在河道地形圖測施工中，要嚴格按照調繪計劃開展相關工作，保證外業調繪以及內業調繪施工質量，及時進行補繪作業，為河道地形圖測提供全面精準的數據信息[4]。

3 工程案例

3.1 工程概述

為了滿足淮河流域河道綜合治理可行性研究、堤壩工程建設、河道水量、資源管理、水質情況等相關工作穩定開展，以淮河安徽區域一段河道為對象，開展無人機航空攝影測量技術，開展河道地形測繪工作，全面獲取數據信息，制定數字線劃圖以及高程模型，能夠對河道附近的地形及高程信息進行詳細的測繪，能夠對河道的安全和監控起到重要的作用，對未來河道規劃和河道確權都要重要的意義。

3.2 無人機航空攝影測量技術應用流程

在河道地形圖測中，制定完善的無人機航空攝影測量技術應用流程，能夠提升技術管理水平，保證各項手段能夠落實到位，保證圖測數據信息的精準性。在無人機航空攝影測量技術實際應用中，需要配備兩套設備，一套使用一套備用，一輛汽車，一小組為3-5人組成。另外，在開展無人機航空攝影測量技術前，相關技術人員積極開展設備質量檢查，重點檢查無人機飛行器的運行狀態，保證無人機航空攝影測量技術穩定開展，降低無人機設備在使用過程中發生故障的風險。在準備工作完成后，開展無人機航空攝影測量技術作業。

3.3 無人機低空攝影測量的優點和缺點

無人機航空攝影測量技術是我國新時代的技術手段之一，是以信息技術為基礎，針對河道開展全面的數據測量工作，其明顯優于傳統的測繪技術，首先，無人機航空攝影測量技術的適用范圍較大、監測范圍以及距離較廣、空域飛行申請便利、施工操作簡單。其次，無人機航空攝影測量技術在使用中網絡平臺搭建的成本消耗較少，系統升級維護以及設備運行成本控制簡單。另外，無人機設備的體積較小，便于長途運輸以及攜帶。同時，無人機設備的應用效果佳，在測繪工作中，能夠快速掃描測量對象，并在短時間內完成成像操作，精準度高，能夠滿足用戶的需求。但是，無人機航空攝影測量技術在使用中存在一定的弊端，如果利用非專業的相機設備，相機鏡頭存在畸變的風險，進而影響河道地形圖測數據精準度[5]。

3.4 應用效果分析

淮河安徽河道區域進行地形圖測，采用無人機航空攝影測量技術，圖測區域總面積為65.9km2，飛行長度為67km，無人機飛行高度控制在500m，沿途設置60多個航拍布控點，采用RTK技術進行測量，將其測量數據與無人機航空攝影測量數據進行對比，其對比結果如表1所示。

表1 控制點計算值與測量值差值

通過表1數據可以看出，在該河道地形圖測中，無人機航空攝影測量技術的測量結果精度達標，滿足河道地形圖測要求。傳統的航空攝影測量技術雖然發展時間較長，但是，整體的測繪效率以及質量與無人機航空攝影測量技術存在明顯的差距。GodWork是采用統一的單位以及參數變化算法，基于河道地形圖測的實際情況構建模型，在采用空三加密技術，對模型展開全面的檢查分析，嚴格控制連接點控制，避免模型出現平差以及視差的情況，保證空三成果精度符合相關規定要求。此外，還可以開展立體測圖，加強測量數據管理，及時將圖測數據報告上傳至信息管理部門。

4 結束語

通過上述分析可以看出，無人機航空攝影測量技術在我國工程測繪中占據非常關鍵的地位，將其與河道地形圖測相結合，以信息技術手段為基礎，通過無人機設備以及相機化設備，對測繪河道對象展開詳細的測量工作，將采集的數據上傳至信息系統中，結合智能化技術實現數據自動化分析處理，為河道地形圖測提供詳細的數據信息。