无人机航空摄影测量技术在地形测量中的应用与实践

李 娟

（甘肃省地质矿产勘查开发局第三地质矿产勘查院，甘肃 兰州 730050）

在我国经济高速发展的时代背景下，各个行业相继增加了对地形图的需求。传统的地形测量中主要采用全站仪、经纬仪等，还有近些年兴起的GPS、RTK来进行野外数字测图。这种传统的地形测量方式前期投入人员相对较多，工作效率低下。在实地测量过程中还面临着许多困难，比如有些山区GPS无信号等。因而借助无人机航空摄影测量技术能够充分利用其速度快，成本低，效率高，精度高等诸多优势，全面提升中小区域地形测量的质量。

1 无人机航空摄影测量技术概述

无人机航空摄影测量技术是在传统航空摄影测量的基础上逐渐发展起来的一种新型技术。其中集成了遥控遥测技术，高空拍摄，视频影像传输及处理等一系列的技术，主要是由航拍设备，机载雷达，红外传感器组成的无人机，由飞行控制软件，航线设计软件等构成的地面控制站，其中还包括了机载处理系统以及地面处理系统等相关的数据处理系统。而在实际的操作过程当中，飞行平台是以无人机作为基础，其中搭载了专业的数字航测设备来进行拍摄和记录相应的数据信息[1]。在无人机航空摄影测量技术的实际应用中，主要是借助航空技术，设计航空摄影，数据采集，外业调绘等诸多步骤来实现无人机航空摄影测量的控制工作。与传统的地形测量技术相比，无人机航测系统具有机动灵活、高效快速、精细准确、作业成本低、生产周期短等特点。在后期可以通过数据处理系统进行加工，结合国家的相关规定和航测标准制做各种比例尺地形图。

2 无人机航空测量技术的应用实例

2.1 测区概况

测区地处青藏高原的东北端，甘、青、川三省交界处，东连卓尼县，南靠碌曲县，西接夏河县，北临临夏州和政、临夏县。平均海拔2960m，年均气温1.7℃，结合测区1:500大比例尺地形图航测项目，对无人机航测技术在外业实际作业中的应用做了具体阐述。

2.2 无人机航空摄影

综合考虑到本次测绘地区地形起伏较大，气候不稳定等综合因素的影响，在本次无人机航空摄影测量技术的应用中采用工作效率高，数据效果好的CW-10小型固定翼无人机来完成相应的航测工作。这次作业使用CW-10搭载总像素1.2亿的五拼相机进行原始影像获取，使用差分GPS方式获取影像外方位元素，完成三维建模和立体测图。CW-10搭载五拼相机，只需一条S形航线即能覆盖被拍摄物体所有外表面，一次航飞同时获得倾斜与正摄两套完整数据，相机成像质量有保证，成图三维效果好。为了全面提高本次航测结果的准确性，降低成本，在本次任务执行过程中，分4个不同架次拍摄，无人机将飞行共计8条不同航线，实际航飞面积控制在5.5km2。为了提高地形测量的精度，在测区共拍摄了452张无其他遮挡，图片色彩清晰，图片色调正常且没有明显反差的不同航空影像。

2.3 像片控制测量

为了提升所获取相片的质量，在本项目开展过程中，通过区域网布设像控点。同时，在无人机航空摄影测量工作开展的前期结合地形条件和气候条件以及飞行架次将整个测量区域划分为多个网区。为了保障各测区的相关数据都能够准确的获取，在实际的测量过程当中还需要部署相应的平高控制点，保障每一对像控点能够分布在标准点[2]。在区域网的凹凸角增加平高点，适当调整其测量的范围，从而提高测量的精度。在测量过程当中考虑到测区地形因素对测量结果的影响，除了实现像控点的联测之外，还需要结合若干网区的地形状况来测定高程控制点，以此提升像片控制测量的质量。

2.4 空中三角测量

空中三角测量主要是利用专业的航测数据处理系统来进行相应的数据处理工作。航测数据处理系统在实际使用中不需要人工干预，同时能够完成内定向，相对定向，构建区域网，连接模型，加密点成果处理等一系列的步骤。该软件最大的优势在于速度更快，精度更高等优势，能够有效提高测量的精度和质量，同时能够满足基本的测绘需求，以保障测量结果的真实有效性。在具体的实践操作过程中，该软件系统能够基于影像的内容实现自动空三计算原始影像的相关参数和具体位置。在原始数据处理的过程中，能够结合独特的区域网平差优化技术，得到相应的空中三角测量成果。

2.5 数据采集

在本次地形测量中主要是通过无人机航拍摄影测量技术来实现相应的数据采集工作。为了提高数据采集的质量，且能够保障所采集到的数据能够准确反映若干区域网真实的位置信息和数据信息，在测量过程中选MapMatrix这一新型的数字摄影测量系统来采集相应的数据信息。在数据采集中采用所见即所得这一方式理念来获取数据信息，通过相应的立体模型来进行数据信息的全要素采集。而在数据处理和分析的过程当中，主要是借助相应的立体模型，数字线划图和数字正射影像来制作相应的数字产品，从而达到最终的区域测量目标。

2.6 外业调绘

与传统的测量技术相比，无人机航拍测量技术的工作效率更高，但在实际的操作过程当中发现由于受到地形气候等众多客观因素的影响，难以进行全面的采集地形信息。而为了全面提升地形测量的精度和准确度，在实际的测量过程当中，还可以通过外业补测和外业调绘等相关工作以加强无人机测绘结果的校验。因而在实际操作过程中，需要相应的工作人员能够明确测量的难点和困境，在实际的测量过程当中能够准确找到高隐蔽性区域，进行人工外业补测，从而保证测区内测量的精度，全面提升无人机航拍测量的整体成效[3]。作业人员可以根据回放来调取信息图，明确存在问题的区域，采取积极的措施进行补测和修测。而在修正的过程中还需要以内业测图为基础，及时的校验，不断更新数据信息和地理信息。

3 结语

总之，在我国地形测绘工作开展的过程中，借助无人机航拍摄影技术，能够实现测绘技术方面的革新。同时，充分利用无人机航拍摄影技术的优势，以全面加强地形信息的获取和处理，为地区的城市规划和基础设施建设提供相应的数据信息作为保障。这就需要地形测绘人员了解无人机航空摄影测量技术的优势和内涵，不断创新测绘的形式，实现测绘活动的自动化，智能化，推动我国无人机航测领域的发展。