无人机测量技术在地形测量方面运用分析

姜华

摘要：本文分析了某项目地形测量测绘过程中无人机测量技术的运用，经实践得出该项目地形无人机测量测绘顺利完成，成果质量符合规范要求，所用技术方法可行，值得类似项目参考借鉴。

关键词：无人机;测量技术;地形测量

中图分类号：P231 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2020）05-0111-02

0引言

无人机的出现和应用为地形测量测绘提供了新的技术解决途径，而且随着无人机技术陕速发展，已经能够胜任大规模测量任务，为测量人员带来了很大的便利。而为了保证无人机测量成果的质量和准确性，实际情况中仍然有很多工作需要引起重视。

1项目基本情况

为适应城市规划建设要求，使城市的基础地形图实现全覆盖，完善数据库，为规划实施提供良好保障，开展新一年度的地形图更新，总测量面积为121.4km²。现以其中一个作业区为例，对其无人机航测做如下分析，航测面积为3km²。

2无人机平台

无人机地形测量前，应根据项目实际情况选择适宜的无人机平台该，该项目使用的无人机型号为TrimbleUXSHP，集成有接收机与全画幅相机，可对影响数据进行采集。另外，在后处理技术支持下，还能在现有的系统当中创建准确性很高的图像，减少对控制点的设置，得到精度符合要求的成果数据。

3作业前准备

在作业正式开始前应认真做好几点准备工作：（1）对测区范围内的基础资料进行收集，包括当前控制成果、地形图和卫星影像资料等，确定测区所在地理位置及其它实际情况。（2）对无人机搭载的相机进行检校，得到内方位元素及各项畸变参数。（3）对飞行平台的所有设备实施常规检查和检校，保证各个设备的技术参数满足相关规范提出的要求。（4）通过现场踏勘确定适宜的无人机起降场地。

4航摄作业

4.1航线设计

航线设计需采用专门的软件进行，为达到测图精度方面的要求，并保证飞行效率，本次将航向和旁向重叠度均确定为80%，将地面的分辨率确定为5cm，将航高确定为375m。

4.2控制点的布设和测量

在本次航测中，在地面上进行基准站的架设，借助PPK技术保证定位解算结果的准确度。实际控制点的布设应满足相关规范提出的要求，在整个测区范围内对地面控制点进行均匀布设，然后借助GZCOR5;对各控制点的坐标进行测量，本次共布设和测定40个地面控制点。

4.3影像获取

4.3.1起飞前检查

为保证航摄的安全性，为无人机通电之后应对其进行严格检查，检查内容包括：（1）gBOX实际状态、线缆连接状态、天线视野和锁定卫星。（2）对相机的SD、设置、快门速度等进行检查，并对相机进行必要的清洁。（3）对跟踪器进行检查，确保其能够正常打开，并对接收器能否正常接收信号进行检查。（4）对无人机的升降翼进行检查，确定内外弦的水平情况和反应情况。（5）对发射架进行检查，确定装配与安全销的插入等是否满足要求，并检查确定弹力绳的力度能否满足要求。（6）对空速反应进行检查，确认空速反应是否正常。（7）对飞机的定位睛况进行检查，将无人机装配至发射架，检查无人机的位置是否正确。

在上述检查工作均已完成且确认合格后，方可将安全销拔出，开启系统，待系统的运转达到正常后，发射无人机开始航测。

4.3.2航飞

在无人机起飞之后，根据规划好的路线采集地面的影像数据，由地面站对无人机实际工作状态实施动态监控，相应的技术人员需要时刻确定无人机实际状态及各项指标，当发现异常时，应立即做出正确的判断与处理，若正常，则可按照预定好的路线飞行，采集完数据后，在指定地点降落。本次共航飞了9个架次，获取2600张影像图。

4.3.3数据整理和检查

在现场对航飞得到的数据进行整理，检查确定照片的数量和飞行轨迹参数是否完全一致，有无漏拍;并对照片的质量进行检查，确定是否存在模糊的情况;在现场对航飞后取得成果进行全面且陕速的检查，对航向与旁向重叠度进行计算，最终生成相应的报表。如果检查后发现有质量问题存在，则应组织进行重新飞行，而如果没有质量问题，则可完成这一次航摄。

5数据处理和DOM的制作

5.1空三加密

首先进行数据预处理，待预处理完成且合格后，利用相应的软件实施空三加密。在空三加密时，需在立体像对对应的点位上进行控制点的选择，然后通过对点位的适当调整和平差优化在所有控制点位中更确定一定数量的点将其作为主要控制点，而其它的则作为检查点使用。另外，为提高模型之间的连接强度，防止某个点的误差较大导致全局问题发生，还需在立体的像片中额外增加若干连接点，并使这些连接点都参与到实际的空三平差当中。通过多次的点位调整及优化，达到要求的定向精度，即平面7mm、高程6mm。

5.2 DOM的制作

以空三加密成果為依据，借助DEM数据开始影像重采样，并兼顾数字微分纠正，以此得到DOM。因无人机实际飞行高度相对较低，高层地物同名点的视差很大，根据相机成像基本原理，边缘投影容易缠身误差，导致接缝与建筑的边缘出现扭曲，对此，应对镶嵌线采用人工来编辑，在选择和修改镶嵌线的过程中应尽可能避免从大型建筑中穿过，优先考虑纹理比较单调的位置，并远离影像边缘，沿道路和地面上的实体进行选择。另外，在不同角度和位置进行拍摄得到的照片可能存在一定程度的色差与亮度差，对此要做好匀光匀色，对镶嵌线的周边进行羽化处理，确保镶嵌达到自然，影像的色差和亮度都保持一致。

5.3立体采编

DLG的制作利用EPs和Map Matrix平台进行定制和对接，由EPS实施二次开发，确保立体测图和图属合一能够同时实现，相较于国内现阶段大部分生产流程，这一方法更加先进和高效，其具体的步骤为：（1）做好数据准备，把所有必要文件都放到相同的文件夹当中，并使文件的前缀名称完全一致。（2）然后进行工程新建，在EPs平台中利用航测采编功能模块对该项目的工程文件进行创建。（3）完成工程文件的创建后，选定立体测图功能菜单，对立体像对进行加载，实现对立体模型的恢复。（4）与输入设备连接后，设置相应的工作区，开始对数据进行连续采集。（5）根据立体模型可以实现全要素采集，然后按照内业定位和外业定性基本原则开始数字化跟踪与调绘修编，本次共编制了216幅可以达到规范要求的DLG成果。

6结语

截止目前，该项目的测量工作已经全部完成，不仅测量的过程十分顺利，而且测量成果可以达到预期要求，说明以上技术合理可行，可满足地形测量测绘基本要求，能为类似的项目实施提供技术参考，不断提高地形测量测绘技术水平。