无人机航空摄影测量在地形图测绘中的应用浅析

【摘要】随着城市化建设进程及新农村建设进程逐步推进，地形图测绘工作需求不断提升，传统测绘技术已经无法满足其要求，无人机航空摄影测量等新型测绘技术不断涌现。该技术具有性价比高、测绘效率高、数据精确度及时效性较强的优势，在地形图测绘过程中，其技术要点主要包括空中三角测量技术及数字正射影像技术。本课题在分析无人机航空摄影测量的应用优势的基础上，进一步对无人机航空摄影测量在地形图测绘中的具体应用进行分析，希望以此为地形图测绘工作效率及质量的提升提供有效建议。

【关键词】无人机航空摄影测量；地形图测绘；应用

无人机（UAV），即无人驾驶飞机，通常是利用无线电遥控设备及加载好的程序控制装置来操纵，或者是由车载计算机完全或半自主操控，相比于传统的人工驾驶飞机来说，无人机具有轻便灵活、造价低的优点，能够适用于各种复杂环境的作业，目前被广泛应用于航拍、农业、快递运输、灾难救援、观察野生动物、监控传染病、新闻报道、电力巡检等各个领域中[1]。地形图测绘是一项工作量大且难度较高的项目，在传统的测绘体系中，由于测绘技术不发达，工作效率比较低，而且常常存在数据不准确、不全面的问题，随着无人机等先进测绘技术设施的引进，地形图测绘工作成果有了质的改变。

1、无人机航空摄影测量的应用优势

无人机航空摄影测量，由飞行控制系统、地面站系统、航拍系统以及数据处理系统等四部分组成，是通过无人机搭載高分辨率、体积小的相机，在地面控制系统的控制下，按照既定路线拍摄目标区域的影像，获取地形地籍信息的一种技术[2]。在地形图测绘工作中，应用这一技术，首先应该明确地形图绘制的各项需求，从而明确技术含量需求及技术设施配置要求，然后再根据现有配置制定科学合理的工作方案，确保在规定时间内获取所学的数据、影像等信息[3]。

相比于传统的测绘技术来说，无人机航空摄影测量技术具有以下几个优势点：①性价比高。无人机本身造价比较低，而且无需人员驾驶，能够适应一些比较危险的测绘工作，深入地形险峻的地段，消除测绘死角，而且对于起飞及降落的场地要求都比较低，在低空条件下飞行对于天气状况、气候条件的要求也比较小，能够适应大部分的工作环境，整体上来说具有较高的经济适用性；②测绘效率高。无人机航拍时可携带数码相机、彩色数字摄影机，迅速准确地获取目标区域的地表影像，并且在相关数据处理技术的协助下，生产三维可视化数据，相比于传统的人工测绘方式，流程大大简化，工作效率显著提升；③测绘数据时效性强，准确度高。低空无人机安全灵活，不受地形影响，可以进入各种复杂地域进行拍摄，且目前无人机上携带的都是高精密型数码成像式器材，具备垂直乃至倾斜摄影的强大功能，以及低空捕捉高分辨率建筑物多角度影像的能力，近景航拍精度可达亚米级，所获取的全方位数字正射影像图清晰直观，能够有效避免地图元素的遗漏，同时保证较高的数据精确度。

2、无人机航空摄影测量在地形图测绘中的应用

2.1空中三角测量技术的实施

在开展测绘工作前，首先明确测绘工作的要求，采集目标区域的相关信息，进行空域协调、技术设施配置、现场勘查之后，对飞行航线进行设计，再进行空中三角测量[3]。在空中三角测量技术中，需要应用到PixeIGrid高分辨率遥感影像一体化测图系统，以及PAT-B光束法平差软件，具体技术实施流程如下：①数据准备。明确并设置好各项航拍参数，比如说相机焦距、像主点坐标、像元大小，对航拍POS数据、控制点坐标文件进行复核；②校正畸变差。非测量相机的使用引起了较大的畸变差，因此必须进行校正，并且采用VzLowCor校正影像，确保航拍影像不存在主点偏移及畸变的情况；③构建测区高程文件。引入畸变差校正好的影像，自动开展内定向作业，确立航带初始偏移量，去除较大的误差像点，剩余连接点进行互交编辑作业；④成果获取。在自动相对定向是，应该影像中相对定向点超过900个，并且是均匀合理分布的，再利用PAT-B光束法平差软件，进行区域网平差结算，将测区合并起来，应用空三加密成果，输出VortuoZo测图工程文件。

2.2数字正射影像技术的实施

无人机在远程超控下，到达制定测绘地点，通过对提前布控好的各个像片控制点或者显著地标进行联合测控，通过系统导航测绘技术对该地区的地形信息进行全方位多角度的精准测绘。数字正射影像技术的具体实施流程为：①DOM技术的实现。其技术依据为淡漠型的内外范围原色及数字高程模型DEM，适用于格列模型数字化航空相片的影像重采样作业，通过调色、裁减等手段生成标准分幅的正摄影图像；②获取单片正射影像。导入影像数据及加密成果后，系统可自动生成DSM，并且自动应用合适的滤波处理措施，将之转变为DEM格式，随后在VortuoZo测图系统中，可以相片为单位进行纠正，生成单片正射影像；③生成影像定位文件“tfw”。选取图幅范围中的单片正射影像，应用Inpho软件进行拼接、裁切、正影像输出等，生成影像定位信息文件“tfw”。

结语：

我国国土面积达96万平方米，面积广阔，这使得土地资源的利用现状掌控难度比较大，如果依靠传统的人工测绘方式，不仅数据的准确性和精确度比较低，而且耗时较长，工作效率也比较低，我国的第一次土地调查耗时就比较长，从1984年开始，直至1997年才完成这项工作，耗时13年。随着计算机技术、传感器等现代化信息技术的发展，测绘体系中不断融入了新的技术元素，其中无人机航空摄影测量技术的应用，就大大提高了地形图测绘工作效率及质量，应用这一技术，相关部门能够快速掌握各个目标区域的测绘信息，明确各个区域的界限、地物信息以及权属信息，绘制出高质量的地形图。

参考文献：

[1]陈玲，丁亚杰.无人机航空摄影测量在城市竣工测绘中的应用与实践[J].城市勘测，2017，（03）：110-114.

[2]张煦.低空无人机航空摄影测量在农村宅基地确权登记发证工作中的应用试验[J].低碳世界，2017，（14）：78-79.

[3]王岳.菏泽市利用无人机航空摄影测量进行农村集体土地使用权确权工作的可行性研究[J].山东国土资源，2015，31（05）：82-85.

作者简介：

胡哲斌，缙云县测绘大队。