无人机航空摄影测量在地形图测绘中的应用研究

文／王国帅 东营市鹏程测绘有限责任公司 山东东营 257000

引言：

当前，中国正在专注于积极开展城市基础设施建设工作，给区域内经济社会建设工作带来了巨大的助力。其中，利用土地资源是经济社会建设工作正常进行的主要保证，唯有合理使用土地资源，方可使经济社会建设工作有序地进行。无人机航拍摄影测量技术是当前在城市规划建筑地测量工作进行期间，往往会使用的一项前沿科学技术，不但可以提高城市基础设施测量的准确度，还可以有效控制测量工作对进行时间的成本投资。将无人驾驶飞行器航拍摄影测量技术运用到地形图测量工作中，对于促进城市规划的现代化进程，推动城市规划经济建设的步伐有着重要积极意义。

1、在无人驾驶飞行器航拍摄影测量与地形图测绘中的使用现状

对无人驾驶飞行器航拍摄影测量而言，属于当前发展中比较重要的测量方法。特别是针对低空无人驾驶飞行器航拍摄影检测来讲，属于极具发展前景的检测技术，为科技领域蓬勃发展、数字化城市构建提供了保障。就无人驾驶飞行器航拍摄影检测而言，目前已普遍使用在了各个领域中，由于它具有速率快、检测精确性高等优点，可以根据不同的环境，改变相应的形式和方向，所以说在工程检测等有关应用领域中，无人机航空摄影测量已经展现了极高的价值。在社会经济快速发展中，城市化进程速度明显提升，城市中开始开展区域规划、水利布局等工作，而在开展工作以前，需要针对地形情况等进行全面分析，在数据需求量等方面也是相对较大的，在质量等方面的要求随之增加。而运用无人机航空摄影测量技术，因其在分辨率上相对较高，通过与数字化测量软件进行融合，在一定程度上能够简化后续环节中的数据处理与分析，从而提升了测量的质量。借助无人机航空摄影测量，可以及时获取相关资料与数据，同时也可以保证获取量能够满足实际需求。因无人机航空摄影测量在灵活性上相对较强，成本方面相对较低，操作比较便捷，所以对测绘行业发展产生了极大的影响。在基础工程中地形图测绘属于比较重要的环节之一，对建筑质量有着直接的影响。因此在使用中需要合理使用无人机航空摄影测量，加大对这一技术的研究力度，从而展现无人机航空摄影测量的作用。（图1）

图1 无人机地图测绘设备

2、在无人驾驶飞行器航拍摄影测量与地形图测绘工作中的运用

2.1 文档对象模型技术

对于文字对象建模技术而言，其功能主要是通过运用照片、数据等进行二次加工和数据处理，并根据所收集到的数据进行剪裁，在这一过程中还可以适时将在测量中出现偏差的数据加以完善，并根据在信息系统中对测量数据处理中的技术要求加以分析，从而进行了测量数据和信息之间的镶嵌处理，克服了图片畸变问题，从而提高了图像信号的清晰度，并保证了所得数据的正确性。但是当人们运用无人机进行测量时，如果想要实现文字对象建模技术的高效使用，就必须及时地根据图片信号、所采集到的数据等信息加以梳理，甄选出最合适的信息，并将之使用到地图测量环节中去。另外，在应用文档对象的建模技术时，还能够更有效地将图形信息、大数据分析技术等融入到了一起，从而针对所得数据在进行了全面数据分析的基础上判断出了地形实际状况，而这也为后期大数据分析工作进行提供了数据方面的保障。

2.2 相片控制测量技术

以前，随着经济发展的明显提高，民众生活质量也随之提升，在一定程度上也带动着地方城市化中基础设施的建立和发展。如道路交通、水利工程等项目逐渐成为最基本的基础设施工程，对地方经济社会发展、民众生活水平等都具有直接的影响。所以在进行城市基础设施建设工作之前，就必须先针对地貌图像测量工作加以分析，并寻找其中的重点和要点。而为了增强这一工作的实效性，就必须体现无人机等航拍摄影测量技术的优越性，从而使得所测量的照片在精准程度上可以达到实际需要。在利用无人机开展航拍工作时，除了需要准确收集有关数据，同时还必须充分发挥出GPS系统优点，并进行与照片信息进行融合，以便于直接从地图中得到具有测量距离意义的地理坐标，从而实现将照片信息转化成为数据的目标。只有展现出了无人机拍摄的优越性，才能够得到清晰度最高的照片信息，才使得有关部门能够了解这一区域的具体形体特征，在今后工作中进一步进行规划，以进一步提高总体质量和效益。

2.3 数字线划技术

在进行数字线划图工作时，还需要充分发挥出全数码摄影的勘测工作站资源优势，准确进行施工操作。并通过利用软件中的功能，由此来针对勘测结果形式进行调研，并做出转换工作。首先，在进行测量线绘图工作时，还需要充分发挥数字资源优势，构建出相应的模式，由此来提高工作品质，并确定了工作发展目标。在进行数字线划图工作时，还必须明确人为因素对数据化所得结果所形成的直接影响，由此来统一统筹好文字信息和图形信息。并通过发展出自动人机交互形式，在熟悉工作过程的基础上确定了工作的有序性，从而进一步增强了数字线划图技术的精准度，从而最大限度减少了差错。然后，在真正进行测图工作之前，就必须进行定位和研究的工作，并及时地将图形因素运用于特定颜色、代号等方面加以处理。最后，就必须提高测量人员的专业能力，使得他们可以在工作中根据有关标准和要求做好数据收集，以保证数据的精确性。当遇到在数字线划图中出现的问题时，就必须及时做出问题分析，并进行数据处理工作，以保证及时得到数据处理才可以达到地形图测量工作的需要。

2.4 空中三角测量技术

在进行地面测量工作之前，就需要对所进行的地面测量工作要求、重点范围等具体情况做好分类，并进行对目标范围中数据的收集，以及进行空域方面的协调，并使用检测工具设备针对现场周围环境进行全方位勘测，以便设定好无人机的飞行线路，以便进行空间三角测量工作。所以当采用空间三角测量技术时，必须合理利用空间的观测技术，以此来提高观测工作的有效性。通过采用空中加密检测技术，就可根据特殊区域进行保密设置，同样也可能通过监控、管理等方式来提高人员摄像上的专一性。在这一环节中通过提高保密距离，就可能达到对特定地形上人员的有效管理工作，从而确保了高度误差等方面的合理性，从而最大限度降低了工作中的问题。针对一些较为平坦的地方来说，就必须及时进行空中三角加密管理，并运用添加数量控制等方式针对边缘位置等问题加以规范和分析。其次，就需要利用这一技术手段寻找加密焦点。因为只有做好前期准备工作，才能确保后期工作的有效进行，所以在运用这一技术手段时，就必须从焦距、图像等方面入手，查找存在的技术问题，并利用图像数据进行调整和处理工作，同时及时地针对后期数据处理情况等问题做出全面分析，以便及时调整工作计划。

2.5 补测操作技术

在使用无人机开展地形图测绘工作时，可以利用补测技术进行相关作业，以此来满足结合测量点等方面的要求。所以在应用中必须了解实际测量的地域范围，在了解内部具体位置状况等的基础上合理运用多种信息技术，并针对内部技术参数等信息做出适当的调节，以便于为科学规划布置工作进行提供支撑。不过我们必须清楚的是，由于在部分区域中还存在着测量盲点的现象，在这一类型区域是无法掌握内部具体技术参数与信息的，于是就必须利用无人机测量的方式来完成测量工作。在测量中如果发生了纰漏，则势必会需要再次完成测量工作，并由此来提高整个测绘的质量，避免了工作重复性等问题，在节省劳动力的基础上可以节省整个测量周期。

2.6 航测项目中航线的设计和地面控制

在运用该技术开展地形图测量过程中，要对需测量地区的实际情况实际状况充分分析，如测量区的地形地貌特点、测量范围形状、建筑面积大小等；再按照所调查的基本状况划定航班分区，并设计适当的航线图。在航班图的设计流程中要清楚的标识出，并把飞行高度、航向、航线数量等信息清楚的标识到建筑设计效果图中适当部位。无人机飞行测试技术的外业运用也离不开地面管理，在对无人驾驶航空器所进行的飞行测试过程中，要确保飞行测试全面覆盖地面，要进行适当的测控位置布设工作。控制点的布置工作，是进一步提高无人驾驶飞行器航测质量与准确度的有效举措，在布置过程中要充分根据测量地域的基本特征，一般按照区域路网四角方向布置平高控制轴线，或根据一定的距离和航向、旁向重合的方法，布置4～5条建筑基线。另外，对于不同分区影像的结合部位也必须布置在适当的像控点上，其检测位置也一般均衡的布置在目标区域中。在进行以上外业管理工作的基础上，完成对内业地质数据的采访编辑管理工作，但在此之前，还必须完成空间三角测量管理工作，通过测量外业所摄制影片的平面坐标差，在处理平台上进行对不同图像的拼合管理工作，以及进行同名像点的转点、粗差剔除、图像控点联测、区域网约束高程平差、校准等管理工作，以尽量地减少相机畸变并校正参数差，使之符合矿山位置地图规模性的基本精度要求。在进行空中三角测量数据处理的基础上，将数据处理后的数值输入MapMatrix4.2软件系统，完成了内定向、相机畸变、去测平均高度等测量参数的创建管理工作，并完成了采矿等地质数据的采编管理工作。采访编辑管理工作完成后，根据在自动形成的矿山地形图上所表示的内容加以检验，并对出现的问题及时处理，即完成了外业调绘管理工作，调绘完成后再进行上述下一步的操作生产地形图，直到把位置图中的问题逐项调整后，才得到最后的生产位置图。（图2）

图2 无人机航空摄影技术操作过程示意图

3、提升无人机航空摄影测量有效性的要点

尽管在当前科技不断发展的背景下，无人驾驶飞行器航拍摄影检测技术在地图绘制中获得了应用，不过受到某些外部原因的影响，其检测成果并不精确。无人机具有成本低和拍摄区域面积大等特征，能够快速地获得高精度的数据，合理利用无人机还可以进行提高地形图测绘的有效性。因此，需要对影响无人机航空摄影测量的准确性因素进行分析，保障野外像控点设置和影像数据获取等多种内容的有效性。在此过程中，工作人员还需要对影像加密并输出，记录大地的对应坐标以及角元素信息等内容。由于经过加密的文档，能够直接导入到数字测图中，这个时候会产生一定的偏差，从而对实际的测量结果带来影响。另外，除环境因素也会对检测结果产生影响，但其仪器设备自身原因也会造成偏差的出现。首先是仪器设备偏差，主要由于无人驾驶航空器的荷载能力和体型都较小，且无法携带非常专业的航空摄影仪器设备，这就会对飞机上进行观测的任务产生负面影响，从而造成所获取的像片出现畸变。其次，人为误差。因为各个国家技术水平和能力的差异，这就会导致人工误差的发生，影响了测量的有效性。

结语：

综上所述，在地形图监测管理工作中应用的无人机飞行摄影测量高新技术不但能够进一步提高监测管理工作的品质，同时也能够适应后续工作需要。所以在作业中必须从工程技术特点等加以分析，严格依据有关规范进行检测工作，尽量减少错误等的发生。此外还必须根据工程技术具体情况加以分析，合理运用无人驾驶飞行器航拍照相检测技术手段，进一步提高地形图测绘质量。