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测绘工程中无人机摄影测量技术运用分析李剑文

发表时间：2021/4/6 来源：《建筑科技》2020年9月下作者：李剑文

[导读] 近年来，我国迅速发展的综合实力增强，需要以经济和科技的不断发展和进步作为支撑，无人机摄影测量技术的开发和应用，使地形数字化测量得以冲破发展瓶颈。成功突破了以往技术方面局限，本文是从无人机摄影测量技术特点及其作用作为切入点展开分析，进而对无人机摄影测量技术在数字化地形测量方面的应用做了进一步研究和探讨。

山东青岛市崂山区市政工程勘察测绘有限公司李剑文 266000

摘要：近年来，我国迅速发展的综合实力增强，需要以经济和科技的不断发展和进步作为支撑，无人机摄影测量技术的开发和应用，使地形数字化测量得以冲破发展瓶颈。成功突破了以往技术方面局限，本文是从无人机摄影测量技术特点及其作用作为切入点展开分析，进而对无人机摄影测量技术在数字化地形测量方面的应用做了进一步研究和探讨。
关键词：测绘工程；无人机摄影；测量技术运用；分析
        引言
        随着经济的发展和测绘科技的不断进步，我国国土资源的管理水平逐步提高，土地资源管理精细化、网格化、信息化程度越来越高，对土地信息数据的采集和更新频率的要求也不断提高。常规的实地测量方法不仅成本高，而且作业效率低、项目周期长，无法及时更新土地信息，已无法满足快速获取信息的要求。基于低空无人机平台的航空摄影能较大范围、长续航时间、客观重复地获取地表信息，可以在短时间内获得高地面分辨率的影像，在室内快速提取国土资源的位置信息和属性信息，是对传统勘测方式的一种创新。
        1无人机摄影测量技术特点及其作用
        通常无人机设备飞行高度比较低，一般保持在50m~1000m范围内，主要对近景进行拍摄。通过地面监控，适度调节飞行高度、观测视角及清晰度等指标，实时控制设备参数，以保证测绘物像的最佳效果。并且因其自身体积较小，不受飞行调度限制，其具有较高的灵活性，方便快捷。无人机摄影测量技术尤其适用于复杂地形、恶劣自然环境等条件，在传统测量技术无法实现的情况下，更加突显了它的安全性、稳定性、精准高效的作业特点。而且无人机摄影测量技术，较好地发挥了可视化作业的特点，迅速、准确、高效的将采集捕捉到的地形地貌数据与目标数据整合处理分析，进而实现直观展示。较好地适应当前数字化测量发展的新要求。
        2.无人机数据的获取与处理
        2.1无人机航测外业
        准备工作无人机摄影测量影像获取的准备工作包括测区有关资料的收集，必要时进行踏勘，同时考虑周围是否有机场、军事管理区域；根据需要对获取的影像资料进行必要的计算，进而进行航线规划，上传航线规划结果，检查无误后确定是否按计划飞行。
        2.2航线规划
        无人机航线规划主要依据获取的航空影像地面分辨率和相机基本参数，由此确定无人机相对地表飞行的高度，根据地表的起伏程度确定合适的航向重叠度和旁向重叠度。对于大范围的地形数据获取，可以采用固定翼长航时无人机，如武汉纵横天地公司的SKYLAND系列无人机即可满足要求。若作业范围较小，可以考虑大疆M600经纬系列无人机，其作业效率和成图精度均能满足要求。
        2.3像片控制测量
        根据项目设计的技术要求进行像片控制点的布设和测量工作。像片控制点的布设一般采用区域网布点的方案，像片控制点的分布和数量根据测区范围和地形条件来综合确定。对于地面像片控制点，主要采用GPSRTK方式获取该点的坐标和高程。在平面点位目标方面，尽可能选择影像中目标细小且非常清晰的地物角点或拐点上，高程点一般选在起伏不大的地方，特殊地区可考虑采用人工布设地面标志。

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        3.无人机摄影测量技术管理中的应用
        3.1无人机调查
        无人机调查中一项非常重要的工作就是对现状进行调查。调查的底图多数为高分辨率遥感影像，相较于传统的实地测绘工作，效率大幅度提升。但由于早期的高分辨率影像供应商大多是国外公司，因此影像来源受到一定的限制。随着国家经济改革步伐的逐步加快以及新时期对房地产市场的进一步调整，国家要求合理确定土地的市场供应比例，因此对土地要求更严格和精细化，尤其是土地利用的变更调查、征地拆迁、土地性质登记等，需要大比例尺的土地利用现状图。无人机在超低空获取高分辨率遥感影像方面具有非常明显的优势，利用无人机遥感影像可以快速获取地表数据，并且可以在较短时间内完成1∶500的土地利用现状图的制作。该数据具有很强的针对性，时效性强，特别适合小区域、短周期的土地利用现状调查。
        3.2起飞前检查
        在使用无人机进行航拍时一个重要的考虑因素就是安全，在起飞前必须要进行全面、严格的检查，检查达标后才能升空。具体检查内容如下：第一，滚转检查。确保滚转角与陀螺零点正确，且右滚数值为正数。第二，俯仰检查。保证脱落的俯仰角与零点均为向上正值。第三，水平检查。对飞控系统进行安装过程中，需要对其滚转角与俯仰角进行科学设置以达到对飞机姿态进行控制的效果。第四，转速检查，用手来将发动机转动，并仔细看地面站有无提示出现转速。第五，空速检查。用手挡住空速管前的气流，如果数值显示在“0”附近，那么就代表为正常；或是用手将空速管堵住，如果其数值没有发生变化或是出现增加，就代表为正常。第六，震动测试。在将发动机放在几种转速中，观看其传感器数据的跳动情况，如果出现大幅跳动情况，就需要采用有效的减震方法。
        3.3空中三角测量技术应用
        空中三角测量技术在实际应用中发挥着十分重要的作用，有着极为重要的现实意义。一般来讲，立体式测量可以应用极少控制点来实现对整体系统进行加密处理；较好地协调统一高程、平面位置等数据，从而改善摄影质量。但同时受到三角测量技术自身特点限制，无人机测量工作还存在有效控制点数量较少，精准度不高等问题。因此，相关技术人员应当大胆采用相关科学方法，编写相关应用程序以确保测量精准度，尤其对地形位置进行精准计算，有效促进各系统效用提升，最终精准实现相关定向任务。
        3.4动态监测数据内业处理
        作为无人机低空航摄测量技术应用的重要环节，航摄数据内业处能有效提升无人机低空航摄测量数据的应用价值。在实际处理中，针对航摄仪的应用，测绘人员先要捕获该设备曝光摄影瞬间的三维坐标;通常给坐标通过GPS技术获得;随后参考无人机飞行姿态参数，并在计算机云计算系统进行空三解算处理。完成数据空三解算后，还应通过规范化的处理图形色彩，在处理过程中，利用矢量化自动成图软件，可在图像有效衔接的基础上，确保图像的色彩具有较高的统一性，最后对这些图形进行成立，可获得测区地形图。值得注意的是，无人机飞行姿态对于部分摄影图形具有一定影响，该影响会降低成图精度;对此，测绘人员还应进行畸变数据的纠正处理，通常，采用正射纠正法能纠正的图像点位的位移偏差。
        结语
        综上所述，数字化地形测量，需要相关技术人员在无人机设备的基础上，对相关地形实施及时且精准地测量作业，进而更好地去了解、认知以及应用这些地形。另外，在现今无人机测量技术应用范围越来越广的情况下，使得数字化地形测量也更加方便、快捷。我们相信，在未来发展中，无人机技术还会取得更大突破。
参考文献
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