无人机航摄在地形测绘中的应用

张永杰

摘要：无人机摄影测量基于全球定位系统导航，以高分辨率的数字遥感设备作为机载传感器，以获取低空高分辨率遥感数据为主要应用目标，描画明晰的地形图，是地形测绘工作的一大助力。本文从无人机航空摄影优势起笔，讨论无人机航摄在地形测绘中的应用。

关键词：无人机；航摄；地形测绘；应用

1.无人机航空摄影优势

1.1可辨识性高

无人机具有内在构架遥感体系，用作常态遥感操控。测量含有竖向拍摄，借助低空飞行，多角度辨识明晰的地形纹路，解决了周边遮挡的难题。依托遥感技术，还可采纳卫星拍摄。

1.2缩减了处理流程的金额耗费

管控无人机流程更简易，摒除了考取执照的繁琐流程，缩减了上岗必备的前期预备。构建机身时，选取了质地轻盈的、复合特性的纤维当做原材，便于平日内的修护保养。同时，无人机配有常态处理必备的若干影像设备，不同配件更能彼此兼容。针对数值处理，也规避了硬件设定的偏高配置，减小耗费的金额。

1.3測量灵活

无人机对起降场所要求低，缩减了升空时段，运转成本缩减。无人机按拟定航线飞行，相比常规驾驶，自动化高，飞行轨迹稳定，提高了拍摄精度。完成常态的采集，在最短时段内即可辨识地面精准的航点。这样一来，有序规避了降落后的数值输入，灵活性更佳。

2.无人机航摄基本要求

像片航向重叠度为60%—80%，最小不得小于53%；旁向重叠度为15%—60%，最小不得小于8%。平缓地区像片倾角不能大于5°，大于8°的像片数不超过总像片数10%，最大不能大于12°；山区，高山区不能大于8°，大于10°的像片数不超过总像片数10%，最大不能大于15°。像片旋角不超过15°，旋角大于15°的像片少于总像片数的10%，最大旋角不大于30°，像片倾角和像片旋角只能有一个达到最大值。边界线航向覆盖大于两条基线，旁向覆盖大于像幅的50%。设计与飞行之间航高之差小于50m。设计的航向重叠70%，重叠不能小于60%，设计旁向重叠40%，重叠不能小于30%。当测区的风向与设计的航线成垂直方向时，为减小飞行过程的漂移问题，应调整航线设计。航摄起飞点尽量选择在测区范围内起飞，以有效增加作业效率。

3.无人机航摄进行

按照规定的调机时间进场，连接航摄仪进行通电检查。为做好正式作业准备工作，在进驻测区后，首先进行试飞和试照，通过试照影像调整航摄等。要定期检查飞机及航摄设备，作业期间，对飞机、航摄仪等主要设备和电源系统、记录系统进行定期检查，注意机体上各部位螺母的检查和飞控系统的测试，使无人机保持良好工作状态。

4.无人机摄像质量检查

根据摄影的坐标数据计算出平均基线长和平均航线间隔，找出最短和最长基线及最短航线间隔和最长航线间隔，通过计算公式，分别计算出航向和旁向重叠度；像片倾角数值是横滚角和俯仰角数值中大的数值，通过记录的姿态角元素检查，查看数据文件中的横滚角和俯仰角；通过在相邻两张像片上选取两个同名地物点，使同名点重合后，量取两张像片上边缘的夹角，检查像片旋角；利用每一架次的数据文件，检查航线弯曲度；查看数据文件中的航高，并计算其差值检查航高保持；查看数据文件中的坐标，与测区界线进行比较，保证摄区图廓覆盖；目视观察影像清晰度，利用比较观察检查层次、色彩、色调、影像缺陷。

5.补摄

如某条航线内漏片，为提升补摄单条航线稳定性及质量，需要将上下相邻两条航线进行补拍。如航线重叠度不足，为提升补摄单条航线稳定性及质量，补摄时则需将重叠度不足的航线上下各延长一条航线同时进行补拍。

6.空中三角测量

合理划分加密分区，编制加密计划。不同的加密分区创建相应的相机和控制点文件，并且设置统一的基本参数。不同的加密分区创建不同的航线影像列表，改正畸变差。内定向为软件全自动，自动计算相对定向、全自动转点均由工作软件进行，需要人工干预只是在水域或者是有面积较大植被时，适当加入关联点，再由软件匹配计算。每张影像在自动挑点后，连接点必须在重叠区的三个标准点位上，对少点、无点的影像进行人工添加连接点，处于影像边缘点进行删除，以保证控制网的精度、强度。大面积水域必须有稳固的边界，连接点间隔不超过1～1.5cm，以削弱大面积水域的影像。量测像控点：添加外业控制点时，参照刺点说明和略图立体观测，综合判断，切准位置。加密分区接边：区域网接边必须是单区网精度符合标准。在网间接边处选取明显同名点，分别重新计算，解求同一点位在不同网中的坐标，并进行比较；较差的评判符合要求必须是网间公共点残差中误差达到规范规定。

7.影像匹配

分层匹配策略：这种策略是当前主要运用的一种技术手段，主要由多分辨率的匹配思想构成，低分辨率用来做全局性的分析，高分辨率用来做目标物体表面的信息的获取和分析，最后将多分辨率得到的不同信息进行有效的融合，最后达到匹配的目的；全局最优搜索策略：这种策略主要是为了避免局部极值现象的出现，在算法中加入全局性的约束性条件；边界约束策略：这种策略存在着一定的假设，主要是特定景物的边界，其在投影的状态下的变化不明显，并且较为容易找到匹配的位置，在这种假设情况下，边界约束策略即为先提取边缘再进行特征性匹配。

8.测量纠正

数字影像纠正将经过粗加工的遥感影像作为对象，其输入和输出均为以像元为单位的数字式影像。按照一定的数学模型控制点来对原始影像同纠正后的影像之间的几何关系进行解算，通过计算机对离散结构数字影像中的每个像元进行解析纠正处理。还可以采用光学机械与计算机结合方式，研究数控正射投影装置，如解析正射投影仪等，一次来对模拟式遥感影像进行微分纠正，并且获得模拟式的纠正影像。

结束语：

无人机摄影测量系统利用单反数码相机、全球定位系统技术、自动测姿测速设备以及数传电台等，来获取“数字城市”所必需的影像数据、摄站坐标以及摄影姿态，为制作正射影像以及地面模型等提供了最简捷、最可靠和直观的应用数据。

参考文献：

[1] 周介伟. 浅谈无人机在地物测量中的应用[J]. 华东科技：学术版， 2016（5）：4-4.

[2] 董庆康. 浅析无人机航空摄影测量系统及应用[J].商品与质量， 2016（17）：86-86.