无人机摄影测量在公路选线上的应用

摘 要：与传统的测绘技术相比较，无人机摄影测量具有诸多優势，比如成本低、分辨率高、精确度高等等，并且利用无人机摄影测量能够有效的避开航空管制，而且受天气的影响较小，因此在公路选线上得到了广泛的应用。本篇文章对无人机摄影测量系统进行介绍，然后对无人机摄影测量在公路选线上的应用方法进行探讨。

关键词：无人机；摄影测量；公路选线

传统的测绘方式存在着诸多的问题，比如施工周期长、工作强度大，而且部分地形条件比较艰险的地方难以开展现场选线工作。常用的航空测量是借助飞行平台，通过专业的航空摄影仪来进行测量工作，从而获取高分辨率的影像信息，利用这些信息可以实现对于公路选线的要求。但是利用航空测量又会受到各方面因素的影响，比如天气条件、空域以及工程的进度等等的影响，并且对于一些距离较长的公路选线工程也难以应用。而近些年来，随着科技水平的不断进步，无人机技术取得了突飞猛进的发展，不管是在远程遥控、续航时间还是在飞行质量上都有了极大的提高。近些年来，飞行自动化控制技术、数字传感器小型化技术的发展进步以及国家对于低空空域的合理开放，有效的促进了无人机低空航测技术的发展。无人机航摄系统能够保证全天候待命、全天时的工作，而且在技术成本上占据明显优势，通过无人机航摄取得的高分辨率的影响资料能够在多个领域得到应用。而由于无人机摄影技术获取信息速度快、成本低下、体积较小、事故发生率低以及安全性高、便于操作等特点，使得无人机摄影技术应用于多个领域，尤其是在公路选线上，得到了广泛的应用。

一、无人机摄影测量在公路选线上的应用优势

同传统的航空摄影测量技术相比，无人机摄影测量技术具有以下几个方面的优势。

（一）信息获取快捷迅速

传统的航空摄影测量由于受到众多客观因素的影响，信息数据往往不能够及时的获取。比如，因为航空摄影测量需要占据一定范围的空域，要想通过航空摄影测量获取目标信息，则首先需要办理航空领域的飞行申请，该申请可能会受到来自军方或者民航的制约，有时候一个申请甚至要等一个月的时间才能批下，严重影响到工程进度，对于工期比较紧张的项目往往不能适用。而无人机则不同，无人机占据的是低空空域，申请的限制较小，极大的提高了信息的获取效率，从而有效的保证了数据信息的及时性。

（二）耗费成本低，运行灵活

无人机的成本较低，并且便于起飞降落，或许的影像信息可以实现实时传递，非常适合面积较小的大比例尺公路选线项目，并且对于一些地形比较复杂恶劣的危险地带，也能够借助无人机来实行测绘工作；无人机的操作简单，能够实现定点定时的起飞、降落，并且不会对起降的场地有过多的要求，更谈不上专业的飞行员或者飞机场了，只要天气条件不是十分恶劣的情况下，完全可以立刻起飞执行摄影测量任务。

（三）具有较高的数据分辨率

无人机是在低空空域飞行，飞行高度一般在一千米之下的空域内，而且无人机随机携带的高分辨率的传感器能够获取高识别度的影像资料，可以满足多种比例尺测图需求。通过无人机提供的高分辨率的影像资料，能够获知探测范围内的微小细节，有助于为后续的规划设计、监督、地质等提供丰富的细节资料。通过DEM和DOM的生成，从而构建出三维场景，设计人员不用亲自到达现场便能够及时的了解选线地区的实际情况。

二、无人机摄影测量的作业流程

通过无人机进行摄影测量的作业包括航外和航内两项内容。户外作业的内容包括以下几项：现场勘探、航线设计、航拍影像资料、现场质量检查、像控点布设、调绘等等。而户内的作业主要包括影响数据的处理、空中三角测量、DLG采集、生成DEM以及制作正射影像（DOM）等等。

（一）像控点布设

根据测量要求，航外作业采取区域网布设方案，平高区设定四条航线，每条航线基线设定为20条左右。像控点平面位置采用RTK进行测量，如果采用RTK测量困难则改用借助于全站仪。像控点高程测量采用GPS二次曲面拟合高程法。通过两次固定解求解像素点坐标平均值，交给户内作业加密处理。

（二）空中三角测量

空中三角测量步骤是摄影测量的重要一步，空中三角测量是借助于数个位于地面上的控制点将整个区域网连成整体，然后再通过区域网平差计算出影像外方位元素以及加密点的地面坐标。空中三角测量是重要的步骤，其测量结果精度的高低与否将会直接影响了摄影测量的成图质量，如果空中三角测量出现误差，甚至会导致户内作业无法继续进行下去。因此对于空中三角测量一定要谨慎对待，确保测量结果的精确性。

（三）DOM制作

无人机测量比较适合的地形图是大比例尺类型的，在Virtuozo中实现立体采集，采集的过程中要确保实现全要素采集，按照地物和地貌先后进行。为了提高测区高程精度，将检测高程作为依据，航测内业高程点实施区域线性拟合分析，从而获得高精度的地形图。然后利用地形图制作DEM，然后再利用DEM制作正射影像DOM。

（四）成果精度分析

为了验证地形图的精度，可以利用RTK同全站仪相结合，在测区量测地物点检测地形图的有效性和精确度。无人机摄影测量虽然有着独特的优势所在，但是同航空飞机相比，无人机的飞行平台终究不太稳定，并且无人机携带的也不是量测相机，所以无人机测量所获得的高程精度或许存在较大偏差。在实际的测量工作中，可以通过某些措施，比如在测区均匀的量测特征点并且沿着公路中心量测特征点来检测DLG的成果，最终确保地形图的精度。

三、小结

无人机摄影测量技术有效的避免了传统的航空摄影测量技术存在的缺陷，灵活性高、成本低、获取信息快捷及时等，对于起降的地点没有过多的要求，并且受到天气以及航空管制的影响也较小，只要天气条件适合，随时可以起飞，从而有效的提高摄影测量的效率。通过无人机摄影测量，为带状公路的选线提供服务，保证快速、及时、并且低成本的提供精确度高的地形图的正射影像图，然后通过生成三维图像，不用亲临现场即可亲身感受到实地场景，从而保证公路选线工作更加科学、有效。相信在未来，无人机摄影测量技术将会应用到越来越多的领域。

参考文献：

[1]吴磊，金伟娜，燕樟林.无人机摄影测量在公路选线上的应用研究[J].大坝与安全，2012（2）：3538，42.

[2]李建勋.无人机摄影测量技术在公路工程勘测中的应用[J].广东公路交通，2017（4）：2025.

[3]张浩，王树东，杨永兴，等.无人机航测技术在高速公路勘测及辅助选线中的应用[J].工程勘察，2015，43（19）：9094.

作者简介：杨智博（1983），男，汉族，新疆石河子人，硕士，工程师，研究方向：测绘，无人机摄影测量，从事的工作：测绘。