无人机航空摄影测量技术在地形测绘中的应用探析宣岩--中国期刊网

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无人机航空摄影测量技术在地形测绘中的应用探析宣岩

发表时间：2020/4/30 来源：《基层建设》2020年第1期作者：宣岩

[导读] 摘要：随着航空测量技术的进一步发展及其能力水平的不断提升，航空摄影技术在军事领域、矿山开采等行业得到了广泛的应用，为发展区域经济和保障社会民生等作出了重要贡献。

        内蒙古煤炭地质勘查（集团）一零九有限公司内蒙古呼伦贝尔 021000
        摘要：随着航空测量技术的进一步发展及其能力水平的不断提升，航空摄影技术在军事领域、矿山开采等行业得到了广泛的应用，为发展区域经济和保障社会民生等作出了重要贡献。近年来，随着航空测量技术的进一步完善，无人机航空测量技术在地形测绘行业中的应用愈加成熟广泛。
        关键词：无人机；航空摄影测量技术；地形测绘；应用
        引言
        由于城市建设的不断推进，地形图测绘逐渐成为城市地形信息收集的主要方法和途径，不过因为在测绘过程中可能会受种种因素的影响，可能会出现地形测绘难度较高、测绘准确度存在偏差等问题。因此，合理引用先进技术则成为了解决这一问题的主要方式，针对地形图测绘工作稳定开展的重要性，无人机航空摄影测量技术是有效解决问题的一种手段。本文主要阐述了无人机航空摄影测量技术的特点，并提出了具体应用措施。
        1无人机航空测量技术概述
        无人机航空测量技术是近年来发展的新型地形图测绘重要技术手段之一，该技术主要以无人机作为重要飞行平台，利用高分辨率的数码相机等先进设备作为传感器，充分借助3S技术在实际测绘过程中收集相关数据信息，并开展地形测绘工作，是涉及遥感技术、地理信息系统和全球定位系统三大重要内容的新型地形图测绘方式。和传统的地形图测绘技术相比，无人机航空测量技术在其实际应用过程中不仅具有成本较低、灵活敏捷度较高和结构较为简单等众多优势，具有精确度较高、作业效率较高等鲜明特征，为最大程度上满足现代地形测绘相关要求打下了坚实的基础。
        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。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。

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        3无人机航空摄影测量技术的运用措施
        3.1DOM工艺
        DOM工艺的主要功能便是针对无人机航空摄影测量所获得的数字化信息以及各环节模型中的影像信息进行再次筛选和处理，同时改善由于各种原因所导致的影像失真现象，保证影像信息更加清楚可靠。DOM工艺的运作原理便是利用无人机的低空摄影对信息进行高效收集，同时在此基础上进行相关的定向操作，定向操作基本上可以分为以下几种：绝对定向、相对定向、内定向。之后开展相关数据的正射矫正和影像处理工作，经过检查便可以产生DOM成果。在开展无人机航空摄影测量过程中，DOM工艺至关重要的一个项目便是控制及管理观测相片。
        3.2相片控制
        运用无人机航空摄影测量技术，能够深入了解测量目标区域的地势地形信息，而在控制相片上，还可以把无人机的航拍和GPS系统进行结合，航空实际数据也能够和地面实际状态保持一致。并且利用无人机航空摄影测量技术所收集的数据还可以和地面测量信息进行相互转化，便于更加高效地了解测量目标区域的地形地势信息，以及进行接收数据的记录，针对信息的完整性也能起到保障作用。通常情况下，在针对控制点开展布局过程中，必须要时刻保持点位的对应关系，以此来规避之后测量过程中受到影响。
        3.3立体采编测量
        地形图测绘人员在运用无人机航空摄影测量技术完成测量工作后，还需要针对其地形内部信息的测量和收集，如此才能切实地保证运用无人机来开展地形图测绘工作的可靠性。不过在实际开展测量工作时，还需要针对后期的节点信息进行着重分析，在无人机数据采集工作完毕后，测绘人员必须根据处理过的数字影像成果完成各种地形地貌单元的符号化工作，通过这种方式来提高推动地形图测绘工作的准确度，为地形图测绘工作的进行提供支持。
        4无人机航空测量在地形测绘中的应用案例
        本文所分析案例主要是三个有人的岛屿及其附属岛屿1：500的基础地形图测绘项目，该项目测绘面积总达6.27平方千米，其中陆地面积为4.5平方千米，地形以岛屿和礁石为主。由于该岛屿及其附近岛礁地形地貌较为复杂和特殊，因此，采用常规测绘测量技术方式不仅具有较大的难度，作业效率较低，更会使实际测绘工作人员危险系数大幅度增加，而无人机航空测量技术具有机动性较强、灵活性较高、作业效率较高等独特性质，恰恰适用于该类岛屿的地形图测绘。因此，本项目采用了无人机航空测量技术对岛屿及其附属岛礁进行了航空拍摄，并在此基础上进行基础地形图测绘。
        在此基础上，项目工作人员开展了航空测量数据的采集、航空测量控制点的设置、空三软件加密处理影像资料、立体测图模式调节、外业调绘及成果整合等众多重要工作。就航空测量数据采集收集而言，本项目选用了垂直起降固定翼的无人机搭载相应的飞思相机，并在设置航空高度、基线长度、航线间距、航向重叠度等重要参数指标的基础上，根据海岛及其附属岛礁实际天文情况确定了航空拍摄时间，并在此过程中考虑到海面反射较大和相片容易过曝问题对其内业进行了批量调色输出。就空三软件对测量图像的加密处理问题而言，项目工作人员利用空三软件在相机和镜头几何模型的基础上，对实际像控点进行了高精确度的吻合性检验和数据信息分析利用，借助舍弃精度较低的五个测量控制点的方式提高了数据信息的准确度。
        结语
        由于地形图测绘难度较高，并且还受环境影响、技术影响等程度较深，所以传统的测绘测量技术手段某些情况下无法满足测绘工作的需求，而无人机航空摄影测量技术则能够很好地化解这些问题，在无人机中配置相机来进行低空拍摄，可以有效化解地形地势以及恶劣环境的影响，并保证测量数据的准确性和可靠性。
        参考文献
        [1]梁运兴.无人机航空摄影测量技术在地形测绘中的应用探析[J].传播创新研究，2018（15）：98-99.
        [2]段柏文.无人机航空测量在地形测绘中的应用[J].资源信息与工程，2018，33（2）：135-136.
        [3]段隆辉.无人机航空摄影测量在小区与测绘中的应用研究[J].装备制造技术，2018（7）：140-141.