無人機航空攝影測量技術在地形測繪中的應用探析

■孫佳

（北京市懷柔測繪所 北京101400)

無人機航空攝影測量技術在地形測繪中的應用探析

■孫佳

（北京市懷柔測繪所 北京101400)

攝影測量之初，地形測量采納了模擬流程內的測量；在后續進展中，數字攝影測量凸顯了必要的位置。在這之中，無人機承載的新式測量被用作常規測繪，布設了必備的升空裝置。無人機增添了操作規程的更多便捷，擺脫了空中管控的人為干擾。地形成像變得更迅捷，縮減了耗費掉的業外時間。未來進展之中，還應摸索并改進無人機這樣的地形測量，拓展技術覆蓋的范疇?；诖?，本文將著重分析探討，以期能為以后的實際工作起到一定的借鑒作用。

地形測繪無人機航空攝影測量應用

1 無人機航空攝影測量技術特點

1.1 可靠性

無人機為低空飛行，飛行高度在50~1000m，屬于近景航空攝影測量，攝影測量精度達到了亞米級，精度范圍通常在0.1~0.5m，符合數字化地形測量的測圖要求。系統的設計目標是：在執行航拍任務之前，按照作業需求自動完成飛行計劃的制作，包括飛行路線和航拍點的布設等；飛行過程中，實現拍攝作業的實時可視化操作，動態顯示的項目包括當前拍攝點的位置、相幅覆蓋范圍、飛機當前飛行方向、飛機當前經緯度坐標以及海拔高度等，以輔助操作人員高質量地完成飛行及拍攝任務；飛行作業完成之后，可以在電子地圖上重現飛行過程、分析漏拍和不符合重疊度要求的區域，迅速找出需要補拍的區域，必要的時候可以根據分析結果立即進行補拍。

1.2 安全性

我們國家面積遼闊，地形和氣候復雜，很多區域常年受積雪、云層等因素影響，導致衛星遙感數據的采集受一定限制。傳統的地形測量手段受云層和地形的影響，容易出現誤差，且對地質科研人員和駕駛人員還有一定的危險，在邊境地區也存在邊防的問題。而無人飛機就很好的解決了這些問題。不受航高、地形地貌限制，成像質量、精度都遠遠高于人駕飛機航拍和地質科研人員的測量。

1.3 靈活性

無人機航測通常低空飛行，空域申請便利，受氣候條件影響較小。對起降場地的要求限制較小，可通過一段較為平整的路面實現起降，在獲取航拍影像時不用考慮飛行員的飛行安全，對獲取數據時的地理空域以及氣象條件要求較低，能夠解決人工探測無法達到的地區監測功能。升空準備只要15分鐘的時間即可、操作方法簡單、工具運輸便利，每天根據任務要求可獲取近200km2的地形測量結果。

2 無人機航空攝影測量技術在地形測繪中的應用

2.1 外業像控點布設

像片控制點測量采用區域網布設方案，在照片拍攝之前進行實地選點布設控制標志和航拍后明顯地物點相片刺點的方法。水利工程像控點一般布設在沿河道的兩旁公路邊或地面較平坦處，由于涉及到淹沒的問題，所以在較平坦的耕地集中處布置較多像控點；田間工程等區域平均布點。

2.2 航空攝影

航線網布點確保航線首尾末端上下的控制點布設在通過主點并且垂直于方向線的直線上，確保上下點在同一立體相對位置內。根據攝影區域進行航線設計，確保測量區域之間存在重疊，一般設置航向重疊度為60%～70%，旁向的重疊度為30%～50%。選擇無風、云霧少、大氣透明度好天氣進行攝影。

2.3 立體測圖

在VirtuoZo平臺上進行內業數據采集，像對定向元素直接由加密成果導入測圖工作站，數據采集以成圖的模型為單位進行，每一幅圖存放一個文件，文件名與圖幅編號一致，擴展名為xyz，然后經轉換程序直接轉成dwg數據。

2.4 外業高程采集

轉換生產的地形圖平面精度可以滿足建設要求，高程仍需外業測量。外業測量時用RTKGPS、全站儀采集碎部點，根據測量高程編輯地形圖，無人機航空攝影測量流程圖如圖1。

3無人機航空攝影測量技術應用前景

3.1 有序調控像片

無人機測量地形時，可增設精準的像片控制，提升目前狀態下的控制水準。采納攝像測量，測量所獲得的一切資料都被整合于導航系統，它擁有全球范疇內的定位特性。依據這樣的導航，設定了可供換算的測量數值。經過這樣的換算，可獲取真實情形下的區域地形特性。條件準許時，甚至可以記下各時段的航攝反應。地形測量篩選了照片必須具備的控制點，據此擬定它的布設方位。借助導航功能，采納測量類的新途徑來全面檢查像控點。而對于外業流程，控制點尤其側重于初始的定位?？刂泣c最好布設在拐彎處的路徑內，或是布設于斑馬線處。在這些點周邊，一定要添加明確的參照物以便清晰的標識它的特性。清楚的標志出總體架構內的方位關系，以便于后續測定地形。

3.2 測量空中三角

無人機可測定空中三角，借助于數碼攝像特有的新裝置以便預設定位?？罩腥菧y量添加了更精準的測量干預，整合了定向設置?？罩腥翘赜械臏y量較適宜銜接航帶、銜接某一測量模型。經由連接的流程后，再去調試測量必備的若干像控點，調試它們彼此的方位。這樣做就吻合了給定的測量比值，測繪地形將擁有精準性。某些情形下，航攝很難拍攝某一區段的地形構架，這樣的區段較隱蔽或潛藏著死角，在這時，要適當去添加補測，可以比對現存的繪圖及測定的結果，二者對比即可明晰潛在的差值，探尋測量之中的細微偏差，而后著手去糾正。

3.3 測繪后的立體采編

無人機測量后，就是后續的立體采編。采編對象含有立體狀態下的方位信息和測量可得的其他所有信息。所以采編時先要搜集精準的節點數據、各地物的形態等；在這樣做的基礎上，就可以提取到立體信息。其中，線性地物必須被確認是精準的，這是立體測量的必要保障。

總而言之，無人機航空攝影測量技術融合了多種先進技術，表現出較多應用優勢，主要有體積小、重量輕、反應快、精度高、飛行條件低等技術特點。近年來無人機航空攝影測量技術在城市規劃和建設中已經得到了廣泛的應用，也要求我們在以后的實際工作中必須對其實現進一步研究探討。

圖1 無人機航空攝影測量工作流程圖

[1]支衛斌.無人機航空攝影測量在地形測繪中的應用 [J].江西建材，2015，08:224-225.

[2]張穎秋.無人機航空攝影測量在地形圖測繪中的應用 [J].中國非金屬礦工業導刊，2015，05:59-62.

[3]陶文.無人機航空攝影測量技術在電力工程測量中的應用 [J].科技傳播，2013，10: 189-190.

P228[文獻碼]A

1000-405X（2016）-12-219-1