陈艺豪
机械工业第四设计研究院有限公司? 河南洛阳471000
摘要：随着测绘技术的发展，无人机航测以其快速、便捷、经济的特点在测绘行业中得到快速应用。无人机航测是通过无人机飞行器搭载配套相机镜头、飞控软件、获得带像控点的航片，再通过专业软件进行数据处理得到DOM与DEM，最后生产出DLG数字线划地图。
关键词：无人机航测系统；公路带状地形测量；应用
引言
21世纪是高新技术领域飞速发展的时代，无人机应运而生，不断被应用于环境监测、地质勘探、森林防火等领域。在公路带状地形测量的工作中使用无人机，可以借助无人机航测系统高精准高效率地完成测量工作。无人机航测系统可以减少人力资源投入，提高公路带状地形测量的精准度，满足复杂地形的测量要求，在公路带状地形测量中具有非常大的应用价值。
1无人机的航测系统
无人机的航测系统，主要是借助先进的低空无人机科学技术，结合数字摄影测绘技术、GNSS系统定位技术、通信技术等所构成的自动化测绘系统，适用在环境、资源、土地测量等信息数据采集工作当中应用，借助信息化的处理及建模等多种形式实现深度分析，并合理应用到生活及生产领域当中，为广大用户提供各种便利条件。从伴行公路带状地形图测绘中无人机的航测应用现状来分析，航测实际应用优势相对较为突出。伴行公路带状地形图测绘中通过运用无人机航测，测量精度得以有效提升，测量耗费时间得以缩减，财力、物力、人力等各方面投入均得以减少，测量成本大大降低。现阶段，无人机的航测实际精度呈逐渐提升趋势，集中于飞行技巧及拍摄像素等各个方面，通过合理选择材料等措施，最终通过建模可集中表现出地形外在的特征，精准地分析测绘伴行公路区域带状地形，并获取最具精准度测量结果数据信息。
2无人机航测系统在公路带状地形测量中的应用
2.1基础地形分析
基础地形分析主要是基于地质勘测成果，对公路带状地形、地貌、地质特征等进行分析，并根据地形特征进行场地平整、基础设施与房屋布局等。但是在偏远地区，往往存在地质资料不足、等高线资料不完整等问题，这就给基础地形分析带来了相当大的难度。同时通过遥感卫星对地形、地貌情况进行分析又受到卫星图像图幅与分辨率的限制。选用无人机航测系统，运用倾斜摄影技术完成航测影像采集数量，运用PhotoScan软件的点云成像原理完成实景影像的三维建模工作，输出无人机航测成果，场地现状清晰明确，河流走势、道路位置等均可以准确地识别。此外，无人机航测系统的建模成果加载了无人机GPS坐标数据，根据无人机航测坐标，可以有效地对模型尺寸进行量化，所以，根据无人机航测影像成果便可以确定场地基本信息。
2.2航摄外业像片质量检查
外业数据采集完成后，需在现场检查航飞像片质量，各项质量检查符合要求后才可以结束外业飞行任务。否则，应及时补测，飞行质量严重不符合检查要求时，要考虑重新飞行。无人机的外业飞行质量检查项目有很多，大体可以分为3类：1.航线质量检查：包括航高检查、地面分辨率是否达到测图要求、航线是否完全覆盖飞行区域等；2.航飞质量检查：包括航向重叠度和旁向重叠度是否满足设计要求、飞行轨迹与设计轨迹的差距是否大于航测最低要求、像片倾斜角度和旋转角度是否超出其最小要求范围等；3.影像质量检查：包括由于自然条件造成的因素，如天气明暗的急变造成影像建模后色差不一致，检查是否可以看得清最小物体的形状和纹理，检查影像是否存在由于信号弱和风力等影响造成的影像模糊、缺失和重叠，若飞行时间选择不合理，会造成部分高大建筑物有阴影，影响后期内业数据采集等。
2.3外业调绘
传统的外业调绘工作的难度系数大，受到环境、天气与交通等诸多因素的影响，外业调绘是在内业测图完成之后，按照国家测绘标准使用地形图纸打印等方式进行补漏改错的作业手段。
使用无人机航拍系统对公路区域的带状地形与地物进行野外调查绘图，可以降低野外实测的难度，提高外业测绘工作的效率，缩短外业调绘周期。由于带状地形较为复杂，完成全要素调绘的工作量较大，我们可以高精度的DEM和DOM系统完成内业测图工作，然后内业配合完成外业调绘工作，减少外业调绘的工作量。工作人员使用航摄像片进行调绘时需要完成调绘前准备工作、像片判读、地物元素综合取舍、调查的相关数据，然后补测新地物、清绘，完成接边和验收工作。最后，按照每幅图10-15个像控点的比例使用全站仪检测成图精度与空三加密成果。
2.4DLG生产
无人机航测生产数字线划图，主要基于航测后处理软件生成的DOM数据信息来采集地物、地貌、高程等地理信息数据，目前主要有两种方法:一是通过正射影像直接采集，二是通过立体测绘进行采集。通过正射影像直接采集的方式是利用数字正射影像．TIF文件本身带有正确的坐标信息和与实际相符的比例因子，具体做法是将．TIF影像文件插入CASS10软件，通过对影像底图的判别，再按CASS做图习惯完成数字地形图的制作。由于CASS软件的应用比较普及，所以这种方法对作业人员来说简单易学，采集效率高，但对个别地物、地貌判别不准确，成图后需要对判别不准确的地物、地貌进行外业调查。
2.5内业测图
在空三角加密计算时，数码相机坐标残差值应符合各项标准规范，重视相点内侧坐标，定向分析计算相机坐标残差值，避免忽略掉系统偏差以及主电位置偏差，经自检校平差消除掉折光。均匀处理连接好各连接点，完成相对定向校平工作。自动点的数量不超过30个。计算绝对定向时可以分成三个不同的区域进行测绘计算，处理好接边工作。内业测图工作使用全野外刺点侧图点，借助内测数据建立模型，当相邻曲线间距在5mm范围内时，可使用首曲线插绘方式。在高程变动较大位置，特设计数点，在树木隐蔽位置读两次以上高程点，读数误差小于0.4m，数的标记为0.1m，当植被被覆盖时，根据植被高度进行处理。测绘范围内需要对各级道路、地物、管线、河流、村镇等进行高精准地测绘，按照13/cm2进行标记。明确划分标记测绘范围内的建筑物周边土地和植被，区分处理用材林和经济林，标注好水田、旱田以及蔬菜果园。最后借助CASS系统软件将矢量地形图片转化为格式地形图。
2.6数字正射影像技术的实施
数字正射影像技术的具体实施流程为：①DOM技术的实现。其技术依据为淡漠型的内外范围原色及数字高程模型DEM，适用于格列模型数字化航空相片的影像重采样作业，通过调色、裁减等手段生成标准分幅的正摄影图像；②获取单片正射影像。导入影像数据及加密成果后，系统可自动生成DSM，并且自动应用合适的滤波处理措施，将之转变为DEM格式，随后在VortuoZo测图系统中，可以相片为单位进行纠正，生成单片正射影像；③生成影像定位文件“tfw”。选取图幅范围中的单片正射影像，应用Inpho软件进行拼接、裁切、正影像输出等，生成影像定位信息文件“tfw”。
3、结语
通过对无人机航测系统在公路带状地形测量测绘中的应用分析，可以了解到无人机航测系统远超传统航空测量技术，无人机航测系统的操作简单，航拍画质高清，等高线差值小，测绘出来的地形图误差少。在实际公路区域的带状地形测量工作中，通过对内业测图、外业补测等提升测图精度，降低地形图误差，减少人力成本投入。随着无人机航测系统的不断完善与更新，可以为公路带状地形测量领域提供更大的便利，即使在恶劣天气也能够获取符合标准的彩色影像，促进我国测量技术的提升。
参考文献
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