无人机航空摄影测量在地形测绘中的应用

饶勇健

（龙岩市城投测绘有限公司，福建 龙岩 364000）

1 实例分析

某地形测绘工程总面积3km2，数字线划地图（DLG）比例1∶2000，海拔高度500m，开展地形测绘工作的主要难题是地势较复杂，整体均属于丘陵山地，如果选择常规化的外业测绘方法有较大难度，无法保证工作效率与质量，所测绘与传送的信息误差较大，整体工期较长，随着各项工作开展，投资成本加大，综合效益与预期目标存在较大差距。对此，测绘部门对其实际情况进行全面性探究，提出了具体的设计方案与无人机航空摄影测量作业流程（如图1 所示），并以无人机航空摄影测量技术为主[1]。

图1 该项工程无人机航空摄影测量作业流程图

2 无人机航空摄影测量在地形测绘中的实际应用

2.1 方案设计

该项目选择成都纵横CW-10 无人机、索尼7RII 相机，分析光线、风速等对无人机匀速的影响，测绘时间设定在下午，控制全体风速最小的时间段，组建专业化的测绘队伍，结合理论知识与实践作业经验，在方案设计时重点考虑四点内容：

（1）各类测绘文件搜集、查阅、分析等，对该项目开展地区近几年的天气情况、地质条件、地貌特征等全面掌握，并划分出无人机飞行区域、绘制航线图[2]。

（2）控制无人机航摄方向、飞行高度等，强调测绘信息的精准度，信息误差控制在标准范畴内，一边测绘一边传送，接收人员把具体信息在飞行图纸上细致标注，为后续分析与项目建设均提供参考依据。

（3）依据地下图信息内容、控制点及测量区大小，设计与调整航测控制点位置，扩大无人机的测绘范围，以全覆盖航摄方式获取更多的信息数据，并在第一时间完成传送工作，接收人员根据测绘工作进度整理所有测绘数据，为后期方案编制、影像生成等做好基础工作[3]。

（4）因影像结合点不同，在相控点布设时要有一定的差异性，建议设置必要的检查触点，关系着无人机航摄完成效果。

2.2 精度控制

精度控制主要内容是基本定向（点残差）、检查点（误差）、公共点（较差）最大值，经各环节中对具体数据的传送、接收、汇集等，生成具体表格（如表1 所示）。

表1 精度数据分析表

结合表1 所记录的信息数据分析，为保证测量结果的精度，该案例对成果图精度检查，选择的是HBCORS 网络RTK 野外实测方法，控制外业调绘实地检测面积为总体面积的30%，只选择其中56个明显的物点的实地坐标与图上坐标对比分析，得到山顶、房角、田坎交叉点、道路交叉点的平面精度与高程精度（如表2 所示）。并完成了误差消除工作，掌握传感器对数码影像产生的影响，工作人员分别对传感器的物理镜头、感光单元等逐一排查，建立畸变数字模型完成校正工作，根据成图比例尺控制地面分辨率，再受鉴定焦距影响，获取2 个参数，经相机摄影设置方式调整，无人机测绘高程采集精度与标准要求相符。

表2 测量结果精度统计表

此项工程开展测量结果精度统计工作，是根据我国现行的相关政策全程化的监管，检查工程质量是在作业工程量核算工作完成后开展的，并把工程中的不足问题做好标记，在系统平台中呈现DLG成果、影响成果、DOM 成果、竣工图成果等，只需各部门相互探究与协助，对地形测绘区域验收、复核，就可精准地控制测绘数据精准度，并达到“无纸化作业”目标。

2.3 加密点与像控点布设

因该项目在无人机测绘工作开展前就对现场作业实际情况全面分析，并提出了无人机航空飞行的高度建议为700m，设计2 架次飞机与27 条航线，总航程是320km，测绘时长3h，累计拍摄到2200张有效图片，对此次地形测绘工作带来巨大影响。其中，取得良好成效的主要原因与加密点及像控点布设存在密切关系，在设计中突出了不同要求：

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[4]。

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[5]。

3 无人机航空摄影测量技术对地形测绘工作的影响

3.1 测绘信息精确度提高

借助无人机设备开展地形测绘工作，一边完成拍摄工作，一边对所获取到的信息内容及时传送，从起初的数字图像形式转换到三维正射影像图，便于各部门对地形情况的深度分析与掌握。再加上我国此领域的技术水平不断提升，又使测绘三维正射影像图革新为可视化影像，在航空测绘、遥感、无人机等相互配合与协作下，显著提高测绘信息精准度。

3.2 经济效益较突出

一方面，是与传统化人工测绘方式相比较，在人力、物力、财力等方面均有目的性地分配，借助先进技术手段与配套设施，减少地形测绘中的人员数量，在此方面能节省大量的人员成本；另一方面，以先进技术为应用核心，与无人机测绘相配合，缩短地形测绘时长及周期，所获取到的信息内容完整、可靠，均可说明无人机航空摄影测绘技术的经济效益较突出。

3.3 数字响应能力较强

在地形测绘中使用无人机，重点考虑自然因素对其的影响，一般情况下，会采用低空飞行模式，始终都控制着测绘数据的响应力。再加上新型技术能边测绘边传输信息资源，关系着地形测绘工作的时效性，可开展大面积测绘工作，整体工作效率与质量均有良好的基础保障。

3.4 误差控制

影响无人机航空摄影测量数据准确的因素较多，如：气候因素、人为因素、外界因素、仪器因素等，考虑地形测绘工作成效，还需在使用前就对其常规问题深度探究，提出相应的防控措施与解决方案，使其误差始终控制在标准范畴内。

例如：关于人为因素影响所产生的问题处理，就需加大人才培养力度，要求人员技术水平、实践能力、鉴别能力等较强，端正自身的工作态度，在数据采集、无人机操控、数据传输等各项工作环节中均保证作业操作的规范性；如果是气候因素影响，建议以地质勘察工作为前提，组建专业化工作小组，应用勘察设备与计算机，也能获取到相应的信息数据，为无人机航空摄影测量技术应用方案编制提供参考依据，避免测绘阶段引发不必要的问题；再考虑仪器误差因素的影响，工作核心要放在仪器检测、试运行、维护等方面，使用前能精准校正，较为典型的就是传感器量化系统误差，通过防控措施实施，可避免误差问题持续发生。

4 结束语

上述内容是根据具体的实例展开探究，掌握无人机航空摄影测量技术优势及对地形测绘工作的影响，在整个实施阶段强调测绘高程精度控制，并对技术人员专业能力、实践水平等提出更高要求，才可保证地形测绘工作顺利开展，并创造良好的经济效益。从行业长远发展角度探析，必须在技术手段方面不断创新，以科技的力量改变行业发展现状，推动行业可持续发展。