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无人机航空摄影测量在地形测绘中的应用宋红晶

发表时间：2020/11/24 来源：《基层建设》2020年第22期作者：宋红晶

[导读] 摘要：随着我国科学技术的发展，无人机航空摄影测量技术也有了很大的进步。

        黑龙江地理信息工程院黑龙江省哈尔滨市 150080
        摘要：随着我国科学技术的发展，无人机航空摄影测量技术也有了很大的进步。无人机航空摄影测量技术，里面包括了GPS定位、低空飞行技术、图片处理技术、通信技术，这一测量技术的使用对我国地形图测绘有很大帮助。而要想满足城市化的发展需求，需要对科学技术进行合理利用，尤其是在城市规划方面，可以在城市地形图测绘过程中采用较为先进的无人机航空摄影技术，从而提升测绘工作的质量以及工作效率，确保其发挥出自身优势，促进城市的发展进程。
        关键词：无人机；航空摄影测量；地形测绘；应用
        1导言
        在以往的地形测绘中，工作人员是将模拟测量的数据类比到实际的地形测量的工作情况中，这样做未免会有许多误差。因为科学技术的成长，地形测绘逐渐有了更加系统、更加科学、更加规范的工作情势而无人机航空拍摄便是其中比较重要的环节，它比人工测绘更加便利、迅捷、安全、精确。为了获得更加精确的数据，通常会采用航空摄影技术进行测量。在实际的应用中这种方法测量速度快，而且成本低，在地形图测绘中有很大的使用价值。
        2无人机航空拍摄测量技术的简介
        无人机航空拍摄测量技术是传统航空拍摄测量的有利提升，拥有灵活、简便、安全、本钱低廉、实用性广的特征。在某些地形复杂和不便于飞行的地区能够更好的获取高分辨率的影像，并且无人机航空拍摄测量技术不受飞行高度的限制，拍摄所得到的影像质量、精确度都远远大于有人机航拍。而这其中最关键的技术便是空三加密，它主要的作用便是对采集到的数据与信息进行加密，然后将采集到的加密数据与信息进行提取与分析并最终生成报告、进行建模画图。
        3无人机航空摄影测量技术的主要优势
        3.1灵活性较高
        为了保证无人机测量工作能够在任何复杂地理环境进行，在无人机当中安装了高清摄像设备，摄像头可以根据测绘工作转变角度，减少地形对测绘工作的限制。和以往的航空测绘设备相比，无人机摄影测量技术可以根据测绘地形提前制定航线，提高了航空测绘的灵活性，到达指定地点之后自动摄像，降低了工作人员的操作难度，为测量工作提供了清晰准确的摄像资料。
        3.2 实效性和性价比高
        传统的航天摄影机械，一般都会存在存档数据实效性差以及获取拍摄的最新影像的时间长的问题。而无人机航测技术就不会出现这种问题，可以随时随地进行拍摄工作。相比于卫星以及有人机来说，无人机航测技术可以在短时间内完成相关的测量，及时提供所需数据。它的测量效率以及测量的精确度都是人工测量无法比拟的，在小范围内，这项技术具有很大的发展优势。
        3.3摄影反应速度快
        在应用无人机航空摄影测量技术进行地形测绘工作时，无人机飞行状态通常会使用低空飞行模式，其主要是为了确保测绘得到的数据更加准确有效，保障地形图绘制质量。低空飞行模式有诸多优点：首先，无人机设备在低空飞行模式收集地形信息时，能够有效降低恶劣天气对无人机飞行的影响，减少天气因素对地形图绘制的限制，保障地形图测绘的质量。其次，方便无人机操作人员。无人机低空飞行模式方便操作人员对其控制，能够高效快捷地进行起飞与降落，低空飞行模式可以避免无人机起降受到不必要的磨损，保护摄像装置。最后，低空飞行容易获得飞行批准。在城市进行地形图测绘工作时，因为城市时常会有飞机起降、气象局测量设备等飞行物，测绘工作人员需要提前申请飞行许可，使用无人机低空飞行模式进行地形测绘更加容易获得飞行许可，不会耽误城市测绘工作进度。
        4无人机航空摄影测量的影响因素
        无人机航空摄影测量会受到多方面因素的影响，因此无法避免在测绘工作中出现一定偏差。影响其测绘准确度的因素有以下几种：（1）仪器误差。无人机体积较小，承载能力较弱，配置的摄影装置不是专业的航拍仪器，因此进行航空测量任务时，传回的测量影响有可能会产生畸变，影响地形图测绘的准确度。（2）人为误差。测绘工作人员综合素质能力参差不齐，在进行无人机操作时难免会出现操作失误问题，导致传输测量数据有误差。（3）外界因素影响。虽然无人机采用低空飞行模式进行测量，但是恶劣的天气还是会对测量数据产生细微影响，导致摄影质量较差。

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        5无人机航空摄影测量在地形测绘中的应用
        5.1空中三角测量技术的实施
        在进行测绘之前，要先明确本次测绘的工作要求，对目标区域的信息进行采集，对空域进行协调、测量工具设备以及现场环境进行勘查以后，对无人机的飞行航线进行设计规划，然后进行空中三角测量。在应用空中三角测量技术时，首先要进行空中加密测量技术。这项技术可以实现对特定的区域进行空地位置加密设计，通过有效的控制和管理保证摄像的专一性，在这个过程中设置加密距离，而且能够及时对特殊地形进行处理，设置合理的高度偏差，避免给工作带来不必要的影响。在相对平坦的区域，也要做好空中三角加密，用添加数量控制的方法对边缘位置进行合理的规划。其次能够通过这项技术完成空中加密点的相关工作，根据这些完成前期的准备工作，包括焦距、像素和其它一系列差值等。在测量过程中，如果遇到这些问题，可以根据像素数据进行相应的调整，保证后期的数据分析以及工作调整。
        5.2无人机航空拍摄测量技术在影片的控制测量方面的应用
        在操纵无人机航空拍摄技术对某一个地区进行地形测绘时，在影片控制测量这个方面，如果想要计算出所测量区域的真实地形面貌，务必要做到的是将无人机自带的导航定位系统和所拍摄到的资料进行比对联合，再将拍摄到的资料与地面测量到的数据进行计算。在进行航空拍摄测量的时候，第一步是应该设定和分布影片的控制点。然后才是利用无人机自带的导航系统中有关的测量技术对整个地区进行完整的地形测量。
        5.3DOM工艺要点
        无人机航空摄影测量工作人员在进行测量过程的当中，可以通过DOM工艺对无人机拍摄图像进行优化，对各阶段的图像样本进行处理，纠正无人机在空中作业时的摄像图片失真问题，让地形图测绘工作人员获得的测量影像更加清晰、准确，保障测绘质量。
        DOM工艺主要是对无人机收集到的摄像数据进行定向操作，纠正摄像数据，以提供有效的测量数据，提高测绘工作的准确度。DOM工艺定向操作可以分为内定向、相对定向、绝对定向三部分，完成定向操作之后，对影像数据信息进行纠正，保证测绘质量。
        在完成以上操作之后，应对DOM工艺纠正的数据进行检测，形成有效的DOM成果。DOM工艺在无人机航空影像测量工作当中主要是对摄像效果进行控制，借助DOM工艺将影像和测量数据有机结合，呈现出完善、准确的地形地貌以及测量数据。测绘工作人员可以根据这些信息对测量地区进行分析，分析出地形特点绘制准确的定型图。
        5.4无人机补测操作
        在无人机地形测绘中，可以用补测的方式来满足结合测量点的相关需求。在确定了实际的测量区域范围以及位置以后，能够用多项技术对内部参数进行调整，实现科学的规划布置。对于无法得出参数的测量盲区而言，采用无人机测绘是最有效的方式。可以根据分析测试技术或者数据资料确保测量结果的高效性。这个过程中如果出现了纰漏，就要重新进行测绘，保证整体测绘的质量，也避免了工作的重复，节省人力以及测量周期。用这种方法进行测量对人们的日常生活和经济收益也可能产生影响，这样不利于满足测绘工作的视觉效果。为了解决这一问题，可以进行人工辅助测量，对无人机的流程进行控制和管理，提高测量数据的精度。在实际的测量中要确保测绘工作合理科学的完成，对预定参数进行设置，确保测量结果有效。
        5.5无人机航空拍摄测量技术在立体采编方面的应用
        在操纵无人机航空拍摄技术对某一个地区进行地形测绘时，必须要将各地区的线状地形结构和物体线节点数据结合起来，才能保证采集到的这两部分的数据准确性，这样才能更方便对内业采集的信息准确度进行提高。但是必须要用手工绘制的形式来对等高线和水平线的信息进行采集。如果在测量地区有房屋结构时，测量人员必须对测量到的结果进行处理，要准确的测量出整个房屋边缘结构的具体位置，再利用外业测量的方法，对测量到的结果进行恰当的修改，然后利用自主化直角的方法对所得到的数据进行修整。
        结束语
        综上所述，无人机技术的广泛应用，对我国航天事业的发展有很大影响。在实际的生活中，无人机技术在工程建筑、地形观察等方面都有很大的助力。它更高的工作效率、更低的成本、更安全的手段都会是日后无人机航空拍摄测量更加快速发展并被人们广泛使用的原因。但是唯一的不足之处便是在某些比例特别大的地形测绘中往往精确度不是那么高，这是需要科技人员日后攻克的难题。
        参考文献：
        [1]王峰.无人机航空摄影测量在地形图测绘中的应用探讨[J].资源信息与工程，2016，31（3）：121.
        [2]支卫斌.无人机航空拍摄测量在地形测绘中的应用[J].江西建材，2015（08）：224-2.