无人机航空摄影测量技术在地形测绘中的应用探析

2016-02-05孙佳

地球 2016年12期

关键词：航空摄影外业航拍

■孙佳

（北京市怀柔测绘所北京101400)

无人机航空摄影测量技术在地形测绘中的应用探析

■孙佳

（北京市怀柔测绘所北京101400)

摄影测量之初，地形测量采纳了模拟流程内的测量；在后续进展中，数字摄影测量凸显了必要的位置。在这之中，无人机承载的新式测量被用作常规测绘，布设了必备的升空装置。无人机增添了操作规程的更多便捷，摆脱了空中管控的人为干扰。地形成像变得更迅捷，缩减了耗费掉的业外时间。未来进展之中，还应摸索并改进无人机这样的地形测量，拓展技术覆盖的范畴。基于此，本文将着重分析探讨，以期能为以后的实际工作起到一定的借鉴作用。

地形测绘无人机航空摄影测量应用

1 无人机航空摄影测量技术特点

1.1 可靠性

无人机为低空飞行，飞行高度在50~1000m，属于近景航空摄影测量，摄影测量精度达到了亚米级，精度范围通常在0.1~0.5m，符合数字化地形测量的测图要求。系统的设计目标是：在执行航拍任务之前，按照作业需求自动完成飞行计划的制作，包括飞行路线和航拍点的布设等；飞行过程中，实现拍摄作业的实时可视化操作，动态显示的项目包括当前拍摄点的位置、相幅覆盖范围、飞机当前飞行方向、飞机当前经纬度坐标以及海拔高度等，以辅助操作人员高质量地完成飞行及拍摄任务；飞行作业完成之后，可以在电子地图上重现飞行过程、分析漏拍和不符合重叠度要求的区域，迅速找出需要补拍的区域，必要的时候可以根据分析结果立即进行补拍。

1.2 安全性

我们国家面积辽阔，地形和气候复杂，很多区域常年受积雪、云层等因素影响，导致卫星遥感数据的采集受一定限制。传统的地形测量手段受云层和地形的影响，容易出现误差，且对地质科研人员和驾驶人员还有一定的危险，在边境地区也存在边防的问题。而无人飞机就很好的解决了这些问题。不受航高、地形地貌限制，成像质量、精度都远远高于人驾飞机航拍和地质科研人员的测量。

1.3 灵活性

无人机航测通常低空飞行，空域申请便利，受气候条件影响较小。对起降场地的要求限制较小，可通过一段较为平整的路面实现起降，在获取航拍影像时不用考虑飞行员的飞行安全，对获取数据时的地理空域以及气象条件要求较低，能够解决人工探测无法达到的地区监测功能。升空准备只要15分钟的时间即可、操作方法简单、工具运输便利，每天根据任务要求可获取近200km2的地形测量结果。

2 无人机航空摄影测量技术在地形测绘中的应用

2.1 外业像控点布设

像片控制点测量采用区域网布设方案，在照片拍摄之前进行实地选点布设控制标志和航拍后明显地物点相片刺点的方法。水利工程像控点一般布设在沿河道的两旁公路边或地面较平坦处，由于涉及到淹没的问题，所以在较平坦的耕地集中处布置较多像控点；田间工程等区域平均布点。

2.2 航空摄影

航线网布点确保航线首尾末端上下的控制点布设在通过主点并且垂直于方向线的直线上，确保上下点在同一立体相对位置内。根据摄影区域进行航线设计，确保测量区域之间存在重叠，一般设置航向重叠度为60%～70%，旁向的重叠度为30%～50%。选择无风、云雾少、大气透明度好天气进行摄影。

2.3 立体测图

在VirtuoZo平台上进行内业数据采集，像对定向元素直接由加密成果导入测图工作站，数据采集以成图的模型为单位进行，每一幅图存放一个文件，文件名与图幅编号一致，扩展名为xyz，然后经转换程序直接转成dwg数据。

2.4 外业高程采集

转换生产的地形图平面精度可以满足建设要求，高程仍需外业测量。外业测量时用RTKGPS、全站仪采集碎部点，根据测量高程编辑地形图，无人机航空摄影测量流程图如图1。

3无人机航空摄影测量技术应用前景

3.1 有序调控像片

无人机测量地形时，可增设精准的像片控制，提升目前状态下的控制水准。采纳摄像测量，测量所获得的一切资料都被整合于导航系统，它拥有全球范畴内的定位特性。依据这样的导航，设定了可供换算的测量数值。经过这样的换算，可获取真实情形下的区域地形特性。条件准许时，甚至可以记下各时段的航摄反应。地形测量筛选了照片必须具备的控制点，据此拟定它的布设方位。借助导航功能，采纳测量类的新途径来全面检查像控点。而对于外业流程，控制点尤其侧重于初始的定位。控制点最好布设在拐弯处的路径内，或是布设于斑马线处。在这些点周边，一定要添加明确的参照物以便清晰的标识它的特性。清楚的标志出总体架构内的方位关系，以便于后续测定地形。

3.2 测量空中三角

无人机可测定空中三角，借助于数码摄像特有的新装置以便预设定位。空中三角测量添加了更精准的测量干预，整合了定向设置。空中三角特有的测量较适宜衔接航带、衔接某一测量模型。经由连接的流程后，再去调试测量必备的若干像控点，调试它们彼此的方位。这样做就吻合了给定的测量比值，测绘地形将拥有精准性。某些情形下，航摄很难拍摄某一区段的地形构架，这样的区段较隐蔽或潜藏着死角，在这时，要适当去添加补测，可以比对现存的绘图及测定的结果，二者对比即可明晰潜在的差值，探寻测量之中的细微偏差，而后着手去纠正。

3.3 测绘后的立体采编

无人机测量后，就是后续的立体采编。采编对象含有立体状态下的方位信息和测量可得的其他所有信息。所以采编时先要搜集精准的节点数据、各地物的形态等；在这样做的基础上，就可以提取到立体信息。其中，线性地物必须被确认是精准的，这是立体测量的必要保障。

总而言之，无人机航空摄影测量技术融合了多种先进技术，表现出较多应用优势，主要有体积小、重量轻、反应快、精度高、飞行条件低等技术特点。近年来无人机航空摄影测量技术在城市规划和建设中已经得到了广泛的应用，也要求我们在以后的实际工作中必须对其实现进一步研究探讨。