湖南核工业岩土工程勘察设计研究院 湖南省长沙市 410000
摘要：随着社会的发展，我国的智能化建设的发展也有了提高。无人机与航测结合成为低空摄影测量系统，使得无人机航摄系统成为航空摄影领域的发展方向。随着各种新型传感器的发展，无人机数字航摄技术以其经济等特点，成为传统航摄测量手段的补充，在小范围快速成图方面显示无人机航摄系统独特优势。随着低空无人机摄影测量技术的发展，无人机测绘地形图可满足1:2000地形图的要求，测绘大比例尺地形图高程精度无法满足规范要求。文章介绍无人机航摄系统的发展，阐述无人低空航测绘制大面积地形图技术流程，为无人机地形图测绘应用提供参考。
关键词：智能化技术；无人机大面积地形图；测绘研究
引言
在收集地理空间信息数据过程中，大比例尺地形图工程测绘遇到居民区等复杂区域时，不能很好地进行数据收集，有些区域甚至无法检测。人机测绘技术并不存在这种情况，它不仅成本低，而对于小范围的大比例尺地形图测绘也能有效收集数据信息，解决了在大比例尺地图的测绘工作中出现的困难。因此，对于无人机航测的科学使用还需要展开进一步的研究。
1无人机航摄测绘概述
无人机是利用无线电遥控设备控制装置操作的不载人飞机，最早的用于军事侦察活动。90年代无人机快速发展，由于无人机成本低等特点，使其应用范围扩大到民用领域。50年代我国开始研制无人机，一些企业进入无人机平台生产领域，无人机飞行平台搭载非量测数码组成摄影测量系统，改善了测绘工作方式。无人机摄影测量主要用于地理数据快速获取，系统组成包括飞行平台等。无人机航测系统分为任务荷载设备，影像处理系统等。数字影像具有直观、形象、现势性强等特征。数字影像处理包括数字图像转换、多源信息复合等类型。影像预处理是控制图像噪声的关键步骤。无人机航摄系统获取影像中受到外界因素的影响，搭载的非量测数码相机存在镜头畸变，图像噪声产生是随机过程，噪声干扰信号随机产生，噪声主要形式有瑞丽噪声等。采用滤波处理去噪信号方法包括空域、频域滤波。
2倾斜摄影测量技术的特点
倾斜摄影测量技术在实际测绘应用中，是利用倾斜航拍摄影机进行测量地形图的影像资料获取、分析与处理，满足地形图测绘需求。其中，倾斜航拍摄影机关于地形图影像拍摄与获取，是通过一定的倾斜角度设置实现倾斜摄影和测量。对倾斜摄影测量技术的主要特点，可以从以下几个方面进行分析：①它是在对传统航空摄影技术的融合、发展与应用基础上实现的一种测量技术，在具体测量分析中能够通过对无人机等多种飞行载体的搭载利用，实现相应的影像数据快速采集与获取，从而构建全自动化的三维分析模型，为有关测量和分析提供支持；②倾斜摄影测量技术在测绘应用中，能够通过对多视点与视角影像的获取，对测量分析地物的外观、高度以及位置等信息进行全面采集，实现DSM、DLG和DOM、TDOM等多种测量分析成果获取，对传统的航空摄影测量技术及其应用进行替代；③倾斜摄影测量技术的摄影分辨率较高，并且在摄影测量中的视场角相对较大；④倾斜摄影测量技术在实际测绘应用中，还能够针对同一地物实现多重分辨率的影像获取，为有关测绘工作开展提供充分的支持。
3无人机航测在大比例尺地形图测绘中的有效应用
3.1 绘制地图
在图绘测量工作中，绘制地图是最后一个环节。将数据计算出来以后得到DOM数据，然后再利用ArcGIS软件输入这些数据，在ArcGIS软件中将树林、桥梁等事物进行分层模型建设。与此同时，把该软件数据所得出的地貌特征、摄影测量矢量化后的特征进行比较，得出最准确的图形。在获取测区地貌高程数据时，要将DSM软件得到的高程数据和实际测量的数据两个一起输入ArcGIS软件中，经过测算，才能生成CAD图像，图像最终输出的格式是DWG格式，最终完成测绘的工作。
3.2 空中三角测量
在测量三角形时，因为该测量工作需要选取连接点、转测加密点等，所以采用传统的作业方法，除了需要大量的辅助操作，还需要花上大量的工作时间，工作量提升幅度并不明显。随着无人机航测技术的不断发展，空中三角测量技术的不足得到了更好的改善。在测量自动空中三角时，有效简化了作业过程，很多内容在计算机上操作就可以完成。目前，空中三角测量工作越来越智能化，在做好同名点和连接点的选取工作的同时，还能剔除一些粗差。简而言之，通过计算机操控，系统可以将超限的点位自动剔除，做到既迅速又准确。工作人员在选择保留的加密点时，根据实际测区需求进行选择，它将有效地实现立体影像的对接，从而进一步提升加密点质量，最终全面发挥空三加密环节作用。新型空三加密优势：具有非常高的自身自动化程度，且作业速度快，可以降低内部的工作量。它不但在不同复杂地形的适应能力方面有提升，也有较高的加密精度。
3.3 影像数据的采集与整理
影像数据采集在测绘工作中也是一项很重要的环节，要做好这项工作就要做好起飞前的准备工作。起飞前的准备工作主要包括四个环节：（1）为了确保每台无人机安装指南管理系统的操作精确性，检查每台无人机的SD卡的设备安装运行情况，确定相关数据具有保存管理功能；（2）要严格控制影像的重叠度，尽量控制在84%以下；（3）使用Altizure软件，确定无人飞机的测绘范围和相应航线，如果所测量区域是长方形，则可以根据长度把测量区域划分为不同的地域，并根据航线和高度设置不同区域；（4）为有效保证无线广播信号实时收放的正常，应及时检查播放无人机接收信号的无线接收控制功能，检查接收无人机无线信号。
3.4 地面端的控制系统和装置
地面控制基站、空中摄影采集系统等设备是无人机进行航空绘制的主要系统，在建造该系统时，要将地面控制软件、数传模块和与其配套的电脑硬件等设备连接在一起。从实际应用中看，地面控制系统能够向无人机发布指令和执行作业，并能够精确定位和反馈无人机具体的位置。在无人机的具体飞行过程中，工作人员也可以使用地面控制系统计算相关的飞行数据和位置信息，这种系统能够起到实时调整作用。经过多年的发展，无人机控制系统逐步具有了稳定和成熟的操作系统，在飞行中具有很强的安全性，通过对数据的分析与比对，无人机拍摄的稳定性和可靠度都有了很大的提高。
3.5数据采集与处理分析
根据上述所建立的三维模型，在倾斜摄影测量的配套软件支持下进行三维模型加载运行，然后从各个视角通过相互切换进行地物观测，以实现有关地物和地貌的立体要素采集。其中，对所测绘地形图区域的地物、地貌观测要素进行立体采集与分析中，对地物要素采用人工采集方式进行，即在直线或者是垂线等工具支持下，对各项地物要素进行有效采集。比如，对建筑物的信息要素采集中，在进行多视角倾斜摄影影像中的建筑物边缘自动识别基础上，实现较为简单的建筑物轮廓提取，以进行后期编辑和使用支持；同时，在具体操作中，为确保各项采集与分析结果的精确度，对建筑物的侧面边线等可采用手工方式进行信息采集，确保其采集精度均控制在0.05m以下。
结语
综上所述，对倾斜摄影测量技术在大比例尺地形图测绘中应用的技术要点研究，有利于全面了解和掌握倾斜摄影测量技术的特征优势，从而推动其在大比例尺地形图测绘实践中的合理选择和应用，对持续提高地形图测绘的技术水平具有十分积极的作用和意义。
参考文献
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