无人机摄影测量在矿山地形测量中的应用

冀念芬，王成志

（1.甘肃工业职业技术学院，甘肃 天水 741025；2.三和数码测绘院，甘肃 天水 741025）

1 工程概况

某矿区东西长约5公里，南北宽约3公里，总面积15平方公里。两边临近山脉，中间细长的山地，夏天炎热冬天寒冷，昼夜温差大。平均海拔在1800m。

本次航摄资料利用CW-300无人机搭载高分辨率数码相机拍摄。按照1:500比例尺成图要求及无人机飞行相关要求设计飞行实施[1]。像片控制测量：利用甘肃省CORS系统，采用RTK测量或双频接收机双参考站模式按快速静态方式施测。

2 航空摄影数据采集

2.1 航空摄影

首先要规划好航摄路线，主要设定飞行高度、旁向间距与航向间距、像移量，曝光时间间隔，航片数量等相关参数后，按常规航线方向进行，一般由东向西[2]。在天气好的情况下安排作业人员试飞并拍摄试飞照，为正式作业做好准备工作。准备工作结束后为了确保设备处于最佳状态，需要检修维护航摄硬件，能见度较好的情况下，依照航线进行航空摄影。航摄资料质量包括飞行质量和摄影质量两个依照方面。飞行质量控制主要采用高性能硬件来保证GPS导航，检查GPS导航仪的工作状况，防止因卫星失锁造成GPS导航失效。摄影质量控制：本次航空摄影必须选择能见度大于2000m的碧空天气或少云天气，尽量保持各飞行架次气象条件基本一致。对提交的成果影像要保证单张彩色像片影像清晰，能够正确地辨认出各种地物，能够精确地绘出地物的轮廓，相邻的影像间相同地物色调基本一致，整个摄区的像片色调效果也基本均匀一致。航摄结束飞机返场后，摄影员要采用飞行管理软件，立即对获取的摄站点GPS坐标数据作技术处理，当天评价飞行质量，若有不合格航线立即组织补飞。

2.2 成果资料的检查

在整个作业实施过程中，实行“两级检查制度”，保证飞行和影像质量满足航摄规范的要求。两级检查是指：航摄部门在第一时间对航摄成果进行检查；整个摄区航摄飞行完成后，及时安排人员对成果陆续进行检查，确定没有缺陷和需要补摄的内容后，对整个摄区的资料按照招标文件和规范的要求进行整理。

2.3 安全生产和风险规避

航空摄影是一项高风险的工作，在项目的实施过程中要积极做好安全教育和安全检查，确保安全生产并保证项目按期实施完成。

2.4 像片控制测量

像片控制测量是摄影测量的基础。它的获取方法可以全部由野外布点测（全野外布点测量）；也可以部分由野外布点测定（全野外布点测量）、然后在少量外控点基础上采用解析空中三角测量的技术进行内业加密获取测图所需要的全部控制点。目前常用的方法是第二种。像片野外控制点测量利用GPS测量和影像判释技术完成。

2.5 像片调绘

像片调绘是利用像片进行判读、调查、绘注有关地理要素工作的总称。调绘方法主要采用综合判读调绘法，外业调绘定性，内业测绘定位。对像片上各种明显的、依比例尺表示且影像清楚的地物，调绘只作性质、数量说明，其位置、形状以内业立体模型为准。调绘流程的一般采用先内业判读调绘，再外业核实、定性，最后内业清绘整饰。

3 空中三角测量和影像数字化

3.1 影像数字化

数字影像是后续空三加密和数据采集的基础，扫描质量应从严要求，做好过程控制和检查。影像扫描前应进行仪器检校，检校完成后进行影像扫描。扫描作业时严格执行扫描规程，精心进行影像调整，保证扫描影像清晰、反差适中、框标齐全可见、影像中间应避免出现白块。为后续作业方便，作业时扫描影像像元为25μ，格式为TIF。

3.2 空中三角测量

空中三角测量是根据少量野外实测的地面控制点，在室内确定全部影像的外方位元素，加密后续测图等工作所需要的内业控制点，求得内业控制点的平面和高程坐标的测量方法。加密点就是所解求的内业控制点。它是摄影测量的一个重要环节，通过空中三角测量可以节省大量野外控制测量工作，提高工作效益。

目前。全数字摄影测量阶段，空三过程完全由计算机和数字影像立体观测系统加上人工干预完成，是全数字形式的定向元素和定向坐标。加密点的量测采用快速匹配算法自动完成，大大节省作业时间。

4 数据采集以及内业成图

地物、地貌要素的采集按编码分层进行采集，地物与地貌要素应先依据外业调绘片进行采集，原则上是外业定性、内业定位。地物与地貌的采集，严格按实际立体采集。地物采集注意处理地物间的相互关系（如：道路和桥等地物关系），重点做好公路、铁路及其附属设施的采集。地貌采集要注意微型地貌的表示。数据采集检验与验收后就可以进行内业成图，主要是对采集好的地形图按照图式要求进行图面整饰和美化工作，具体包括添加坐标格网、线形解释、符号填充、各种名称及属性注记、对上工序差、错、漏的检查等，另外可做地物地貌的三维信息提取即数字地面模型（DEM）。

5 总结

本文以航测方案设计对象，通过分析地理位置和地势的特点，设计了合理航测方案，主要以小型无人机作为实例，从测区资料分析、踏勘、设计，无人机航空摄影测量数据采集与处理，外业控制点选取与测量，航测数据内业数据处理，数据误差处理等方面做了详细的介绍。