浙江华东测绘与工程安全技术有限公司 浙江杭州 310014
摘要：近年来随着无人机技术的发展，其在遥感测绘、影视摄影、农业植保等领域的应用日益增多。在利用无人机进行低空测量时，像控点布设、无人机性能、地形气象、航高及重叠度等飞行参数设置，航拍过程中的风、雨、雾霾等气象条件造成的飞机抖动或飞行姿态的改变、视线遮挡，水面、雪地、高山沟壑等起伏过缓或过陡的地形区，以及相机像素不佳和曝光时间不理想等因素，都会直接影响无人机航测图幅精度。其中，飞行高度的变化会直接影响航片相幅的大小，航片重叠度直接决定航拍任务量和航片拼接速度。目前，有关无人机飞行参数如航高、航拍重叠度等对航测精度(面积及分辨率)影响程度的研究成果不多。鉴于此，文章结合笔者多年工作经验，对基于无人机的变电站大比例尺地形图成图研究提出了一些建议，仅供参考。
关键词：基于无人机；变电站；大比例尺；地形图成图
引言
基于无人机的变电站大比例尺地形图成图在测量中有着非常广泛地应用，当前正处于工程建设飞速发展的关键时期，该阶段内一定要做好测绘工作，借助各类行之有效的测量仪器和测量设备提高测量准确度。此外，为了提高大比例尺地形图的测量精确度，测量人员可以借助GPS+RTK技术以及数字化测量技术来对区域进行测量，为提高大比例尺地形图测量质量做出重要贡献。
1、大比例尺地形图的相关概述
1.1大比例尺地形图的概念界定
依据地图的实际用以及地形的精确程度，可以将地图按照比例尺大小分为小比例尺地形图以及大比例尺地形图等集中类型。地形图的比例尺多用分数表示，其中分子常为1，分母比例不定。若分母越大，则表示该地形图的比例尺越小。在地形图制作过程中，对比例尺的分类有着严格的界限。如比例尺范围超过二十万分之一的地形图，被称为大比例尺地图，若比例尺的范围在二十万分之一到一百万分之一之间，可以将其称之为中比例尺地图。若比例尺范围在百万分之一以下时，将其称作小比例尺地图。在实际的地形图中，如果比例尺越大，则表示地图内的范围较小，但是地图的精确度较高。如果比例尺越大，则地图上反映的内容也就越简单。通常情况下，课本中使用的地图比例尺多为小比例尺，在地质勘探和测绘中使用的地形图多为大比例尺地图。
1.2大比例尺地形图测绘的基本要求
大比例尺地形图主要用于建设和施工过程之中，包括城市规划、工程项目设计、土地建设管理等，是这些工作的重要参考依据，因此大比例尺地形图测绘的基本要求就显得尤为重要，不仅可以为大比例尺地形图测绘提供规范和标准，还可以有效提高建设和施工的科学合理性。因此在对大比例尺地形图测绘技术进行分析时，可以制定全面完善的大比例尺测绘基本要求，从而提高测绘的科学合理性，增加测绘的质量和效率。
2、无人机航摄相关概述
2.1无人机遥感技术概述
无人机遥感技术是无人机技术、遥感技术、传感技术、计算机技术等多重高新科技的融合产物，具有较高的实用性。搭载遥感技术的无人机具有体积小、灵活性高、对起飞降落场地要求小、操作成本低等优势，无人机遥感技术也同样具备这些优势。除此外，无人机遥感技术还具备分辨率高、实时性强等优势，同时避免了应用遥感卫星、航拍飞机时的高成本，从经济性方面来考虑，无人机遥感的普适性更强。无人机上搭载的遥感设备通常包括高分辨率数码相机、多光谱成像仪、光学扫描仪、光学相机、微型计算机等，能够在获取遥测数据、图像的第一时间进行校正和加工，提高传输回遥控平台的图像数据清晰准确。在使用无人机遥感技术前，技术人员需要根据作业区域设计好无人机的航拍方案，包括高度、起始位置、终止位置、比例尺、重叠度等，并在合适的位置布设地面控制点，为无人机选择起飞和降落的简易跑道，做好这些准备工作后即可开始进行无人机遥感操作。
2.2无人机航摄系统
采用大疆Phantom4Pro无人机。
该机型定位为拥有强大避障功能的准专业级航拍机，机身重量1．39kg，最大飞行时间约30min，搭载1英寸2000万像素CMOS传感器，感光度达12800，配备专为航拍设计的等效24mmf/2．8广角镜头，在电子快门模式下，支持最高1/8000s快门和2000万像素的14张/s的无黑场高速连拍，航拍成像能力出众。
3、某变电站应用实例
3.1工程概况
某地区拟建的某330kV升压站工程研究阶段需提供1︰1000大比例尺地形图资料，该站址位于交通受地形限制，进场道路存在一定困难。拟选站址区域测量范围为400m×400m，测区平均高程为2900m。
3.2外业数据采集
（1）航线规划。经实地踏勘，现场较为平整，不存在明显高耸地物，考虑测区大小及像片边缘变形影响，本次航线规划航线7条，航高设置为180m，相应的地面分辨率约为0.02m，满足本次任务成图精度要求，旁向重叠度为35%，旁向重叠为80%。（2）像控点布设。本次共布设像控点5个，统一采用60cm×6cm的红色布条制成十字靶标，根据导出的Googlekml利用奥维地图进行现场布设，并用CORS网络实时搜取高精度地方坐标，像控点编号为P11～P15。外业数据采集飞行过程顺利，飞行时间5min，共计采集相片121张，导入软件进行初始化处理，所有影像质量均满足成图需求，不存在模糊、倾斜等质量问题。
3.3内业数据处理
建立工程目录，添加影像和POS数据，设置相机及投影后即可进行开展质检，质检完成后即可结果查看，并导出相应检查报告。在完成初始数据处理，确保无问题后，即可利用“智拼图”开展影像高精度处理，在设置完固定参数后，可开展智能化一站式影像处理，实现对无人机数据空三、特征点匹配、控制点量测、正射纠正、匀色镶嵌的全流程处置，并输出高质量的影像拼接图。在刺点前先进性影像匹配和初始解算，可根据像控点坐标自动预测点位，而后再进行手动精确刺点，从而提高作业效率。刺点完毕后，即可执行自动化空三处理，勾选高精度、控制点选项，而后等待即可得到详尽的DOM、DEM空三报告、加密点云及Inpho格式连接点成果。
3.4成果精度分析
在现场利用GPS-RTK采集30个特征校核点的三维坐标，通过与最终的航测DOM、DEM数据进行比对计算，获得平面中误差为0.06m，高程中误差为0.11m，而依据航空摄影测量数字化测图规划要求，1：1000大比例尺地形图平面高程中误差限差分别为0.6m和0.4m，因此本次航测成果完全满足测图比例尺需求，且表现出较高的精度。
结束语
随着我国测绘技术的不断发展，无人机航测技术得到了越来越广泛的应用，特别是在大比例尺地形图的测绘工作中，通过无人机航测技术在变电站大比例尺地形图成图的应用有效地提高了数据采集的全面性和时效性，提高了数据处理分析的效率，极大减轻了外业工作强度。
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