基于无人机摄影测量在地形测量中的应用

1任学琪2张玲

摘要：随着科学技术的进一步发展，在地形测绘中通过无人机技术的应用，有效替代了传统时期下载人的飞机摄影，形成了无人机+高清摄像构成的一种新型策略模式。将无人机航空摄影测量技术应用在地形测绘中，不但能降低地形测绘工作的成本投入和难度，还保证了地形测绘的精准度。为此，下文将对其展开详细的分析。

关键词：无人机摄影测量；地形测量；有效应用

1 无人机概述

无人机是指一种单载物而不载人的小型遥控飞机，依靠电子程序、移动智能终端或无线电遥控设备进行操控，代替了传统的人工操控。无人机的重要组成部分包括主机体、电源系统、信号发射感应接收系统、智能控制系统和数据链系统。尽管每个部分都拥有特定功能，但是彼此之间联系紧密，只有促进各个部分的协调配合，才能确保无人机始终在掌控之中。当人工操控智能控制系统发出遥控指令时，遥控指令会经由数据链系统向信号系统进行传递，促使无人机快速且精准地执行指令。按照机型差异，无人机可分为无人直升机、无人固定翼机和无人多旋翼飞行器。尽管它们的工作原理是相似的，但是适用环境与使用功能存在一定的差异。为此，在地质测绘测量工程中，就必须结合实际情况，选择对应机型的无人机。

2 无人机航空摄影测量技术的特点分析

对于无人机航空摄影测量技术来说，主要具备以下几个特点：第一，具备快速的响应能力，灵活性强。由于无人机航空摄影测量技术具有灵活性、体积小的特点，所以不用专用的起降场地，就可以随时展开工作。同时，此项技术升空时间也比较短，操作起来比较简单，运行成本比较低，所以还能提高无人机运行和使用效率。无人机航空摄影技术与传统时期有人驾驶飞机摄影不同，无人机是在预定好的航道上飞行，能更好的保证稳定性和航拍精准度；第二，能够快速获取数据信息和建模能力。由于无人机航空摄影测量技术采用了多种先进的技术，在这些先进技术的辅助下，可以快速的获取更多的数据信息，并在数码相机的有效应用下，还能获取精准的影像和模型；第三，具有实效性、性价比也比较高。与传统有人驾驶飞机摄影相比，无人机的价格是非常具有优势的，而且无人机飞行执照考取也相对比较简单，能有效提高上岗时间。同时在对数据信息进行处理的时候，也不用很高的配件设施，总体来说，投入成本是很低的。

3 基于无人机摄影测量在地形测量中的应用

3.1 无人机航空摄影测量技术应用前的准备工作

准备工作是应用无人机航空摄影测量技术的前提，也是保证测量精准度的关键，只有准备工作到位，才能保证无人机航空摄影测量技术的顺利展开。具体需要做好下面准备工作：第一，对所使用的无人机航空摄影测量设备、所需材料等进行仔细检查，并做好相应的记录。同时还要对地形测绘当天测量的天气情况进行掌握，这样做的目的是为了更好的保证航空摄影的质量；第二，在无人机飞行之前，还需要工作人员对无人机航线的设计技术进行讲解，并做好飞行之前的检查工作，只有在确保没有任何问题的情况下，才能开始飞行；第三，当工作人员和无人机抵达需要测量的区域后，需要先对设备和材料进行试飞和拍照，并对试飞航空摄影的拍照进行分析，如像素是否达标、比例是否符合标准、镜像是否清晰等，为保证测量结果的精准性；第四，无人机航空摄影测量技术在地形测绘中应用的时候，还需要对主要设备进行记录和检查，一定要保证无人机处于正常的工作状态下，重点关注无人机各部位的螺母状态检查。

3.2 外业测量要点

和常规的测量技术相比较，无人机航拍测量技术工作效率较高，但是，受外部地形条件与气候环境的影响，设备无法实现全面数据采集，需要测量人员进行外业补测，并对最终的测绘结果进行有效检验。因为该测区地形较为复杂，在测量工作中受外部环境影响较大，故测量人员针对部分隐蔽区域要采用全站仪设站进行补测，利用激光测距仪或钢尺用交会法进行量测，进一步提高测量数据的完整性和精度。为了合理确定具体的补测区域，测量人员需要结合之前的信息图，找到问题区域所在位置，并采用先进的补测技术，提升各项测量数据的合理性与规范性。在数据修正的过程中，主要以内业测图为核心，对各项内业数据进行校验，保证各项测量数据与地理信息更加精确。

3.3 航线规划

在航线规划中，要先确定飞行线路能够在镜头范围内，目前无人机测绘技术在使用中主要是以五镜头相机来维持拍摄效果，一镜头是垂直向下的，其余镜头与一镜头之间存在45°角的差异，使其将周边环境内的所有内容拍摄进去，同时在航线规划中，要对飞行高度加以控制，保障拍摄的清晰性。航线规划中需要对测区加以适当外扩，外扩范围与飞行高度相匹配。另外，在航线规划中还需对以下参数实行科学把控：航向重叠度，同一航线内相邻拍照点拍摄照片重叠度；旁向重叠度，相邻航线相邻拍照点的拍摄影像重叠度；主航线角度；飞行高度，在飞行高度调整时，要考虑飞行时间和飞行速度，统一调整，以确保拍摄影像的清晰度，掌握被测区域的具体情况；拍照模式，按照现场情况科学选择。在现有规范要求下，对上述参数有明确要求，航向重叠度控制在60%~80%，最低参数不得超出53%；旁向重叠度则要控制在15%~60%。不过数据不是固定不变的，可根据现场情况加以调整。

3.4 加密点与像控点布设

像控点布设：（1）区域网布设。基准条件是基线与平高点。考虑此项工程的地理位置较偏远，设计4条基线、2条旁向跨度基线。再分析测绘现场地形复杂性，在拐角区域布设平高；（2）监测点为E级GPS控制点，起算点为D级GPS控制点，配置相应的基础设施与专业化技术人员，作业规范性、标准性有基础保障。加密点布设：（1）选择测量区的突出位置布设加密点，如：山顶、房角、田坎交叉点、道路交叉点；（2）做好各加密点间距标记工作，在地形图中按照1：10000的比例绘制，建议各加密点间距大于1mm；（3）测绘河道区域、山谷区域时，要注意航测节点标高差，通过提高标高差使平地变为山地，每像对要增加1~2个加密点，既保证地形测绘工作有序实施，又不会对其测绘定向产生不利影响。当加密点全部布设后，才可开展空三测量工作，并调整航测像素精度，可依据实际情况选择1/3像素或2/3像素，能保证测绘数据精准度。

3.5 精度分析

在分析和调整图像误差的时候，可以结合实际情况进行处理，以此来更好的保证地形图的精准度：进一步对测量误差进行纠正，能够将测绘结果的坐标误差、高程误差等控制在标准范围内。而在对国家行业文件进行分析以后，才能得出测绘图信息内容与实际测量结果相吻合，而且在这种情况下，测绘图的要点才会更加清晰，也才能测量出更加全面的信息。

4 结束语

通过以上分析可知，在现阶段的无人机在地形测绘中的应用，对传统测绘技术是一项重要创新和优化，大大提升了测绘工程的整体水平，准确了解被测区域的整体特征，为后续开发建设提供了可靠的依据和支持。同时，在无人机测绘技术推动下，还可实现灾害预测，降低实际作业中危险事故发生率，保障地区居民的生命财产安全。总的来说，无人机的应用为测绘行业发展带来了更大的助力，为我国社会前行提供了重要的技术支持。

参考文献：

[1]刘潇逊.无人机航空摄影测量技术在地形测绘中的实践分析[J].冶金管理,2022(09):121-123.

[2]闫宝华.论无人机在地形测绘工程中的应用[J].数字通信世界,2022(03):119-121+124.

[3]饶勇健.无人机航空摄影测量在地形测绘中的应用[J].四川水泥,2021(12):84-85.