无人机航测系统在公路带状地形测量中的运用研究

李涛

摘要：无人机航测系统具有良好的机动性以及高拍摄效率，为此被广泛应用于许多领域。无人机航测系统在地形测量方面具有明显的优势，本文介绍了无人机航测系统的概念，对无人机航測在公路地形测量中的应用现状进行了阐述，最后对无人机航测系统在公路带状地形测量中的运用进行了研究，以期促进其在地形测量中的应用。

关键词：无人机；航测系统；公路带状地形测量；概念；应用现状

1无人机航测系统概述

公路带状地形测量的方法多种多样，但无人机航测系统在众多的测量方法中具有明显的优势。全站仪测量的方法需要投入大量人力，传统的航空测量则存在较强的局详性，容易被天气、环境等因素影响，而无人机航测系统构造简单、测量成本低，与其他方法相比更加高效实用。无人机航测系统指的是采用无人机技术、通讯技术、摄影测量技术等自动化技术拍摄测量空间，提取其中的有用信息，对信息数据进行实时分析处理，构建模型以及进行应用分析的一种技术。近年来低空飞行无人机技术发展迅速，无人机航空摄影技术与全站仪测量法、传统航空测量法等其他公路带状地形图测量方法相比表现出了明显的优势。无人机航测系统不仅拍摄成本低、构造简单，还能测绘危险区域，对危险区域进行快速监测。

无人机航测是公路带状地形测量中具有明显优势的新型技术，显著提高了公路带状地形测量的准确性，能在短时间内得到准确的此测量结果。提高拍摄像素、完善摄影技巧是航空摄影中一直以来存在的两个关键问题，因为航空摄影普遍存在影响清晰度不足的缺陷。而无人机航测系统的产生和应用有效解决了这两个问题，其拍摄作品清晰度高、分辨率高、比例尺大、面积小、现势性强。要制作出能充分体现地形外在特征的模型，首先必须获得合适的材料。无人机航测能为地形模型制作提供优质的摄影材料，帮助制作人员对公路带状地形进行准确的分析。无人机航测的生产流程主要由五个阶段组成，分别是方案设计、航拍、像控点测量、空三加密、内业测图、整理资料，图1是无人机航测的具体流程。

2无人机航测系统在公路带状地形测量中的运用

假设某带状公路位于丘陵地形中，公路蜿蜒曲折，公路设计单位提供了1：50000线路中线方案，中线与比较线约210米，则利用无人机航测系统对该公路带状地形的测量情况如下文所述。表1概括了整个测量过程各个阶段的内容。

首先，控制测量。此阶段的测量工作需要采用GPS测量法与全站仪测量法结合的方法完成，选择一对四等的全球定位系统控制点，控制点应在沿着公路约5千米的地方进行设置。同时，各控制点之间应加密设置，每隔五百米设置一个一级导线点。

其次，无人机航空摄影。此阶段应先确定航线和航飞模式。无人机飞行航线设计应根据拟建公路的走向进行，此次无人机航测使用了四架无人机，一架无人机具有四条航线，需要进行四次测量。四架次的飞行测量目的是提高获得线路相关信息数据的准确性和详尽性。选择ZC-Ⅱ作为此次无人机航测的飞行平台，飞行控制系统则是YS09，相机为Canon EOS 5D Mark Ⅱ型单反，焦距为35.52毫米，航测时间应选择气候条件最好的时间段。当航线、航飞模式确定后，则需进行相控点的设置和测量。相控点即相片控制点，此次航测采用的相控点标志是由1.5米的方形喷绘纸制作而成的，标志图案为黑白相间的三角符号。公路带状地形比较复杂，可视性也不强，在这样的条件下设置、测量线路线周边控制点时必须设置布标，以便确保后期系统成图的精确性。布标可以用规格为1.5米的方形喷绘布制作，布标上是四个黑白相间的三角形。结合使用GNSS、GNSS RTK、全站仪导线测量这三种测量方法进行相控点的测量，目的是提高测量结果的质量和效率，优化测量结果的精确性和准确性、可靠性，提高相控点精确度。

再次，空三加密计算。相片改正后数码相片的片框标坐标残差绝对值等于0，采用边框自动计算的方式进行内定向。对于系统误差，可以采用自检校平差的方法消除，提高结果的准确性、可靠性。

接着，内业测图。内业测图通过全野外调绘后刺点侧图的方法完成，如果图中出现与现状不符的地物，则应进行野外补测，同时利用合理的方式测绘等高线。

最后，外业调回及成果精度检查。外业调绘在打印出的地图上进行，这一操作必须严格遵守国家制定的标准和要求。航测的最后成图需进行测绘修补，而后对数据进行相应的修改。

3小结

无人机航测系统能够满足公路带状地形图测绘的要求，在公路带状地形图测量中具有较高的实际应用价值，能够为地形图的测绘提供精确、可靠的数据。利用无人机航测测量公路带状地形能够在满足技术要求的同时达到节省人力、物力，降低成本的效果。为此，对无人机航测系统进行研究具有必要性。

参考文献

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（作者单位：南京中设航空科技发展有限公司）