无人机航空摄影测量在带状地形图测量中的应用探析

周 琳

(南宁市勘察测绘地理信息院，广西 南宁 530000)

1 无人机航空摄影测量简述

随着科技的飞速发展，当前在利用无人机航空摄影测量带状地形图时，其作业质量不断提高。但是在开展带状地形图实验时，应该考虑到如何改变其中存在的问题，让其操作更加灵活简便。相比于传统的测量测绘技术，利用无人机航空摄影测量技术，操作更加简单灵活、精准度高，通过大量实践应用，目前无人机航空摄影测量技术已经能完全满足当前的测绘需求[1]。

2 无人机航空摄影测量技术的特点分析

无人机航空测量带状地形图时具有以下几个特点。(1)实效性。相比于其他测量方法，在数据存储的时间上，无人机基本可与传统的卫星测量达到相同的状态。无人机数据可随拍随发，在短时间内完成对不同地区地形的测量，并且直接将数据返还给技术人员，由技术人员对数据进行分析。与此同时，无人机所提供的数据相对于其他测量方式更加准确。无人机航空摄影测量的价格适中，相比于一般的人工测量，利用无人机开展航空测量的性价比更高，并且所消耗的成本更少。(2)无人机本身受到的影响范围相对较小。在多数情况下，无人机航空测量时都属于低空环境测量，对场地并没有过高的要求。与此同时，在无人机开展低空测量时，气候条件对无人机的影响同样相对较小。由于我国幅员辽阔，不同地区的自然天气存在非常大的区别，如果天气条件相对恶劣，很多时候人为的测量方式都难以实现。然而无人机并不会受到天气的过多影响，其成图清晰率较高，在一定程度上可以将这些问题逐一解决。(3)无人机获取数据信息的速度较快，研究人员可以在短时间内建立相应的模型，并对该地区的地形进行深度研究[2-3]。

在利用无人机开展航空测量时，不仅有一定优点，也有一定缺点，只有对无人机航空摄影测量技术的优缺点进行分析，才能更好地利用无人机。在无人机航空测量过程中，主要有以下几个优点。无人机虽然不能在5 000 m 以上的高空飞行，但是可以搭载多种先进的照相机，进而通过对镜头的灵活运用，避免云层的干扰，尽可能获取清晰的图片信息，并且可以在短时间内向相关人员提供所测地区完整的地形、地貌以及地物等信息。当然，无人机存在的缺点也是诸多专家学者一直讨论和争论的焦点，其中包括：无人机在飞行时会出现不稳定的状态，由于无人机自身的重力较小，在飞行时会受到方向、风向、风力大小以及飞行角度过大、过小等一系列影响，直接导致无人机在飞行时出现了偏离航线的状况。

3 无人机航空摄影技术对地形的测绘

开展无人机航空摄影测量分析时应做到以下几点，这是航空测量工作开展前的准备，需要对无人机的摄影工作的整个流程进行明确分析和说明，因为是在空中做的三维测量工作，所以各项准备工作一定要充分，思考一定要严密，避免因为各种思考不到的原因导致意外发生或者测量不准确。在进行空中三维测量时应注意以下几个方面。(1)确定进行空间三维计算的软件，并能够熟练掌握软件的操作和使用方法。在大多数情况下，对于无人机拍摄的图片，一般要求以JPG格式存储，这对于大多数从事无人机拍摄工作的人员没有难度，也是拍摄过程中时常遇到的技术要求。从工作技术角度来讲，这是为了后续工作能够更好、更可靠、更高效地完成。即，需要确保所有的相机相关设置能够满足本次摄影的实际需求，其中包括：焦距的调节、坐标点的调试、成像大小的调整等，这些都属于无人机在开展航空摄影之前需要做的工作。与此同时，还需要合理设定无人机飞行航线，确保其飞行航线对本次设置带来相对积极的影响、其测量的整体效果能满足需求。(2)矫正差值。无人机在开展航空摄影测量时，因为各个地区的天气变化往往反复无常，其中最常见也是最容易遇到的就是风，风力和风速等因素都会影响无人机的工作效率和工作质量。在很多时候，突然风力变大、风速变强等现象都会造成无人机在工作中出现飞行角度的偏转，导致飞行不稳定、飞行拍摄效果达不到预期理想值。所以相关的工作人员在具体工作的过程中一般首先会明确无人机在实际测量时可能出现的误差，进而采用相关程序对其进行矫正，使无人机最终所得到的图像是满足摄影需求、满足本次测量实际要求的最终数据。(3)需要对测区的高层文件进行构建，就是要求在无人机开展实际测量之前对其进行差值矫正，进而使无人机拍到的图像能够进入高层文件，采用相关的参数数据就可以确定初始值和各种偏移量指标，通过自动相对定向分析就可以对其中偏差较大的点进行标记，通过各种相关联、相连接的点进行相互的和相编，就可以获得相应的结果，该结果是符合预期的结果、还是出现严重偏差的结果，取决于前期准备工作是否到位、是否科学合理和准确。(4)取得有效的成果。在无人机开展测量的过程中，需要自动定向过程，要求所有定向点所呈现的数据量大于900个成像点，其工作目的是确保布局的整体和合理性，通过相关的软件对无人机航空摄影测量区域进行编辑和文件分析，并且开展相关的输出工作，通过进一步加密提高文档的储存效果。(5)要求所有负责分析数据的工作人员的专业素质相对较高，需要定期加强所有工作人员的职业技能以及职业素养，并且按照我国相关的规章制度进行操作，确保无人机航空摄影所得到的一系列数据符合要求，误差一般要求必须在可控范围之内，这个可控范围是作业需求的最低标准，只有这样得到的图像资料和各类数据才能满足拍摄需求，为达到工作目的服务。所以这项工作非常重要，如果获得数据的误差明显高于要求的范围，那么拍摄的图片就失去了应用价值。

4 野外实测成果质量检查和验收

应该采用科学的测量方式，对所得到的相关地貌以及地物等情况加以准确的标记处理，对房屋屋檐的宽度加以纠正。将高层的相关补测数据作为本次测量的最基本依据，要求在数据分析以及工作的过程中，仔细认真地完成任务，提高数据的检测效果。还需要运用南方CASS9.0软件对所有数据进行科学的编辑处理，形成相应的整饰图，而在针对数字线划图质量精度的检验过程中，则需要利用跨域资源共享(Cross-Origin Resource Sharing，CORS)网络以及实时动态(Real-Time Kinematic，RTK)野外测定的方式对所有的地貌点进行深度测定，在途中选择50个显著的地物点，目的是根据这些地物点更好地利用无人机航空测量技术，并对其进行分析与测量，其中涵盖相关的道路交叉点、围墙角以及房角等，通过科学的对比与分析，才能让数字线画图的坐标与CORS网络RTK所测定的数据坐标进行整合并加以分析，要求本次测量中的坐标精度误差控制在0.29 m左右，而高程的精度误差则需要控制在0.23 m左右，按照我国的相应标准CH/T 1020—2010《1∶500 1∶1000 1∶2000地形图质量检验技术规程》中，有关地形图上丘陵地物点高程中误差为0.50 m。

5 结语

综上所述，在利用无人机航空摄影测量带状地形图的过程中，目的是更高效、更可靠地获得带状地形图的各种数据和参数，同时能够将这些数据应用于生产生活和实践中。由于无人机拍摄测量的操作简单快捷，同时使用成本比较低、可拍摄范围比较大等优点，可以说是目前带状地形测量拍摄的最佳选择。当然，在使用过程中也发现一些问题，制约了人们在更加广阔的范围内使用无人机拍摄，且这些亟待解决的问题如果不能及时有效地处理好，对于其使用范围和使用效能一定会产生较大的影响，所以相关人员要不断加快研发更新的速度，将目前存在的各种制约因素逐步消除，并提高设备的使用率和准确率，为无人机的带状地形拍摄发挥更加积极的作用，进一步扩大设备的拍摄空间并提升其拍摄质量。