无人机摄影测量技术在数字化地形测量的应用

2021-11-26何创国

西部资源 2021年1期

何创国

摘要：众所周知，国家的发展以及综合实力的增强，需要以经济和科技的不断发展和进步作为支撑，无人机摄影测量技术的开发和应用，使地形数字化测量得以冲破发展瓶颈。成功突破了以往技术方面局限，本文是从无人机摄影测量技术特点及其作用作为切入点展开分析，进而对无人机摄影测量技术在数字化地形测量方面的应用做了进一步研究和探讨。

关键词：无人机设备；测量技术；数字化地形；应用

当前无人机设备凭借其操作便捷、测量精准程度高等优点而被广泛地应用到了数字化地形测量工作当中，其不但有效提高了测量工作的效率，而且还有效提升了测绘结果的准确性，提升测量精度，所以受到了越来越多的关注。

1.探析无人机摄影测量技术特点及其作用

通常无人机设备飞行高度比较低，一般保持在50m～ 1000m范围内，主要对近景进行拍摄。通过地面监控，适度调节飞行高度、观测视角及清晰度等指标，实时控制设备参数，以保证测绘物像的最佳效果。并且因其自身体积较小，不受飞行调度限制，其具有较高的灵活性，方便快捷。

无人机摄影测量技术尤其适用于复杂地形、恶劣自然环境等条件，在传统测量技术无法实现的情况下，更加突显了它的安全性、稳定性、精准高效的作业特点。

而且无人机摄影测量技术，较好地发挥了可视化作业的特点，迅速、准确、高效的将采集捕捉到的地形地貌数据与目标数据整合处理分析，进而实现直观展示。较好地适应当前数字化测量发展的新要求。

2.探析无人机摄影测量技术在数字化地形测量方面的应用

（1）无人机摄影测量的像控点布设

在进行数字化地形测量时运用无人机摄影测量技术，其实际布设的像控点需要清楚且明亮，以便于能够对布控点的位置进行判断，进而准确丈量立体。在实际布设像控点时需要做到互通共用。一般来说，是将其布置在无人机航行方向以及旁向的5-6片堆叠范围当中，同时需要确保点与相片边际的间距在1cm或1.5cm以上，采取综合成图方式来设置的操控点需要与航向边际间距在规定要求的50%以上。如若在测量较高海拔的场地时使用无人机摄影，那么需要尽量设置高程控制点在高程起伏不大的区域，并且需要尽可能布设在高程控制点以线状地物之间的交点最佳。需要注意的是在布设像控点时尽量避开崎岖的斜坡、陡峭的山顶以及狭沟，而且部分点的布设条件与像片要求出现冲切，那么就需要對其点位布设进行重新考虑。

（2）航空测量摄影方面的应用

现阶段，航空摄影测量技术发挥着越来越重要的作用，占据着越来越重要的位置。在航空测量工作中，无人机测量技术不断发展和进步，各项功能也得到了更高效地发挥，可以很好地实现在复杂环境成像任务和数据转化作业。另外，在摄影系统及GPS定位系统的支持下，可以将所获取图片信息及位置数据等有效整合起来，进而使图像信息更加富有内涵。应用图像绘制及合成等技术使基础数据信息得以有效整合，进而利用相关信息处理系统进行深入加工，并最终形成具有更高准确性和质量的影像数据。这样可以更好地对一些复杂、特殊环境进行有效把控；同时也有效地确保了测量的准确性和稳定性。

（3）像片测量及控制方面的应用

在无人机测量技术中，像片测量及控制十分重要。所以，应当特别注重像片测量点及控制点方面工作。在对其控制点进行应用过程中，相关作业人员需对相关知识范畴的技术、操作、参数以及常态性问题等加以关注。特别是作业人员要明确对测量流动站等有关知识，从而确保具体作业得以控制在COS的可控范围内，进而实现对数据的迅速传输，使测量结果得以实现进一步优化，同时质量也得到有效增强。而从操作方面来讲，相关测量人员还需对无人机飞行与测量常见问题展开深入研究和探索，切实做好相关应用及维护保养工作，确保其测量质量。从参数方面来看，则需对测量手簿的应用加以重视。在寻找控制点时，应当对相关参数加以分析，不断强化数据转化效率。从工作常态上来看，相关作业人员需强化PTK工作站管理工作，切实落实好各项系统工作状态及性能等方面检测工作，全面做好各组数据测量工作，尽可能避免测量结果出现错误，不断增强检测、审核等工作水平。

（4）空中三角测量技术应用

空中三角测量技术在实际应用中发挥着十分重要的作用，有着极为重要的现实意义。一般来讲，立体式测量可以应用极少控制点来实现对整体系统进行加密处理；较好地协调统一高程、平面位置等数据，从而改善摄影质量。但同时受到三角测量技术自身特点限制，无人机测量工作还存在有效控制点数量较少，精准度不高等问题。因此，相关技术人员应当大胆采用相关科学方法，编写相关应用程序以确保测量精准度，尤其对地形位置进行精准计算，有效促进各系统效用提升，最终精准实现相关定向任务。

（5）绘制地形地图方面应用

在无人机设备中绘制地形地图是一项极为重要的工作内容。在这一过程中，为了更好地确保其具有更高绘制精度，相关作业人员就要对数字化技术加以研究和探索，满足测量要求。使得清晰度、比例尺，如对于河流、水库以及湖泊等实施测量过程中，就可以应用航空摄影测量法来进行具体作业，不仅可以对测量目标进行直接观察而且可以对相关测量数据进行运算，使测量结果具有更高准确性。另外，相关作业人员还应当结合无人机作业原理、测量方法、系统运用以及地图地形绘制等方面进行综合考量，使各项数据信息得以实现优化，尽可能地使图像地形与数据地形保持统一，使地图绘制技术水平得到进一步增强。此外，相关作业人员还需严格对其路径、速度、调度等进行控制，使无人机设备技术得到进一步增强。将无人机所拍摄相关图片和采集数字信息进行有效的整理和分析，进而获得满足实际需求的测量结果。

（6）无人机摄影测量的内业数字化测图

准备好像片并完成定向作业后，便可开展地貌绘图工作。三维测绘能够使用野外比对的方式，室内将其映射判断出来后再实施补充调查与调整。在采取室内测绘后的实地对比、补充调查以及调整过程中要求做到如下几点：首先，航空照片现状良好；其次，视情况需要编制调查区室内口译样本；再者，需要结合具体要求，在绘图板上测量与绘制能够准确判断出来的地形要素。此外，需要检查与验证此领域，并做好相应的补偿与计量工作。工作人员可以抽样检查测量绘图部分，并对存在不确定部分实施补充调查与检查，同时对于不能确定的部分地形要素补充再修正。

（7）无人机摄影测量的立体采编的测量

通常来说测量地形后就要求统一采编地形的立体信息。采用无人机拍摄地形测量措施中，务必要保证能够准确采集到不同物体线节点与线状地形结构的数据，这样一来才可有效确保实际采集到的内业立体信息的准确性。不过因为在对水涯线与等高线进行采集过程中务必要采取手绘的方式，所以需要在对此区域中的建筑结构信息测量处理时能够将屋顶边缘部分准确找出，随后利用外业测量来对房檐测量结果进行纠正。不仅如此，在实际测量环节还要求能够使用自动化直角来实时对房屋测量结果进行修正，在具体测量环节如若出现测量不到的部位，则要求进行相应标记，方便外业人员开展采集和测量工作，并保证最终测量结果的全面。

（8）无人机摄影测量的外业补测

在测量比较特殊的地形时，通常有固定翼无人机航空摄像没有办法测量到的部分，所以要求开展外业补测工作。在实际补测过程中，工作人员必须要检查实际测量结果的准确性，将实际测量结果和回填结果相对比，从而将测量时所出现的错误准确找出，同时采取有效的修正方法。而部分测量起来难度较大或是比较隐蔽的地方需要再次开展补充测量。

3.无人机摄影测量拍摄与质量检查

3.1航拍作业

（1）起飞前检查

在使用无人机进行航拍时一个重要的考虑因素就是安全，在起飞前必须要进行全面、严格的检查，检查达标后才能升空。具体检查内容如下：第一，滚转检查。确保滚转角与陀螺零点正确，且右滚数值为正数。第二，俯仰检查。保证脱落的俯仰角与零点均为向上正值。第三，水平检查。对飞控系统进行安装过程中，需要对其滚转角与俯仰角进行科学设置以达到对飞机姿态进行控制的效果。第四，转速检查，用手来将发动机转动，并仔细看地面站有无提示出现转速。第五，空速检查。用手挡住空速管前的气流，如果数值显示在“0”附近，那么就代表为正常；或是用手将空速管堵住，如果其数值没有发生变化或是出现增加，就代表为正常。第六，震动测试。在将发动机放在几种转速中，观看其传感器数据的跳动情况，如果出现大幅跳动情况，就需要采用有效的减震方法。第七，GPS定位检查。需要控制由启动至GPS定位的时间不超过1分钟，如果定位时间超出了5分钟，就必须要检查GPS天线等情况。

（2）地面站监控

无人机升上天空后，地面站就马上监控其飞行状态，同时操作者也需要对无人机的飞行线路、高度等进行密切观察，以判断其正常与否，如果有异常情况出现就必须要及时进行处理。

（3）整理与检查现场数据

完成无人机摄影后，工作人员需要在现场仔细整理与检查实际采集所得数据，重点包括：各条航线记录值和实际飞行影响数是否一致、影响数和曝光点数是否一致。并对原始数据进行系统存储，同时在影像清晰的基础上来整理数据。最后根据航线数来装载各条航线的影像，确保其数量一致。

3.2质量检查和补飞

（1）质量检查

采取SmartVisionSpace近地空摄影测量系统来在短时间内、全方位的检查航摄成果质量，检查完毕后，将检查记录输出，对影像不达标的需要完善相关记录。该软件能够将航向的重叠度以及旁向重叠度计算出来，并自动编制检查结果报表。

（2）补飞

现场航摄负责人需要按照检查记录统计表来将补飞或是重飞区域确定下来，同时安排好相应工作。

4.结论

综上所述，数字化地形测量，需要相关技术人员在无人机设备的基础上，对相关地形实施及时且精准地测量作业，进而更好地去了解、认知以及应用这些地形。另外，在现今无人机测量技术应用范圍越来越广的情况下，使得数字化地形测量也更加方便、快捷。我们相信，在未来发展中，无人机技术还会取得更大突破。

参考文献：