佟德军、班凤阳
中冶沈勘工程技术有限公司， 辽宁 沈阳 110169
摘要：近年来，社会不断进步，智能化技术不断发展，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
引言
测绘工程和很多行业都会产生联系，尤其对于工程建设来说至关重要。测绘工程的发展为我国社会建设和经济发展贡献了力量，尤其在无人机技术与之生产融合之后，测绘工程得到了飞跃式的发展。无人机大大提高了测绘效率，提高了测绘的精确性，对我国测绘工程行业的发展起到了举足轻重的作用。目前在航拍、农业检测、植被及动物保护、测绘、气象监测等领域的应用前景非常广阔。
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。2000年以后我国开始研制民用无人机，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。无人机分为固定翼与多旋翼无人机，多旋翼无人机可通过参数设置规划飞行路线。多旋翼无人机按事先规划的路线飞行，操作简便，不需助跑即可起飞，可持续1h远距离飞行。多旋翼无人机对降落地无特殊要求。固定翼无人机主要由电机、机架等组成，其他设备需要有遥控设备等，可通过控制系统发出命令改变飞行状态。无人机飞行平台航摄影像不同于传统航摄影像，无人机航摄系统特点包括搭载非量测数码相机，基高比小等。
2智能化技术下的无人机大面积地形图测绘研究
2.1构建三维模型
当完成外业数据采集工作之后，需要对数据进行统一归类整理，并利用这些数据资料建立三维模型。首先，进入Context-Capturecenter工程软件，编辑本次工程项目名称（工程名称必须使用英文），指定工程文件目录，导入影像及控制点，提交空中三角测量，进行区块导入操作，在计算机中找到与之相适应的区块文件，将其导入模型构建软件中，使得区块模型呈现出三维效果。其次，注意准确选择控制点，编辑控制点信息，对参数进行设置。在对定位模式进行选择的时候，要注意设定自动垂直模式，对影像输入方向进行调整，去掉多余的数据，并根据本次项目的实际需求情况选择适宜的格式。本次需要重建两种格式，分别是.osgb以及.3mx。最后，当三维立体模型构建完成之后，可以打开指定文件查看最终的三维立体模型。
2.2空中三角测量
空中三角测量，是立体摄影测量中根据少量的野外控制点，在室内进行控制点加密，求得加密点的高程和平面位置的测量方法，这是无人机航测中十分重要的环节，同时也是大比例尺地形图测绘中的关键环节。在实际进行空载数码相机摄影拍照时，无须人为进行干扰和内部设置，因为航测系统会自动实现摄影和相关计算操作，大大减少了人工劳动力。在实际的空中三角测量过程中，相关人员只需要进行连接点位的选择，连接点位选择后进测量模型的连接，之后根据连接点位和图像控制点在空中摄像机测量的位置进行调试，以满足摄像机对大比例尺地形图的测绘要求，最终提升测量结果的准确性。
2.3无人机航摄测绘地形图技术流程
无人机技术是由飞行平台载体构成的高科技航空信息系统，主要用于抢险救灾，获取地下底层等方面信息。无人机航测技术具有适用地形广泛，使用机动灵活等优势。2005年我国研制的高端无人机遥感系统首飞实验成功，系统集成等方面达到实用化水平。国家测绘局发布无人机航测要求测绘标准包括《无人机航摄安全作业要求》等。无人机航摄系统影像获取处理不同于传统航空数码影像。在开展大面积地形图制作工作中，利用POS数据建立航带内，对区域网内部拓扑关系预设，根据建立拓扑关系提取连接点。实际应用中，应选用硬件技术较高的无人机设备。由于我国无人机软件研发不成熟，导致测绘中地形起伏较大地区测图精度较低，影响最终测绘结果精准度。无人机航摄硬件设备影响信息处理系统，硬件设备包括地面监控设备、飞行控制系统等，处理视频影像包括DEM及数据影像处理系统等。数据分析系统具有数据管理等功能。无人机航摄系统测绘大面积地形图流程包括像片控制，图像预处理，空中三角测量等。像片控制是无人机航测大面积地形图重要部分，像控点在航线需要10条基线布置，通常使用GPS测绘。由于无人机拍摄数码相机画幅较小，未经预处理图像变形为后续工作产生影响，需要图像预处理技术达到良好测量精度。无人机航摄图像预处理方法分为噪声去除与镜头畸变校正法。图像拍摄中受到噪声信号干扰，通过滤波处理可去掉图像噪声信号，经过傅里叶变换成频域信号，经过逆向傅里叶变换，通过处理得到滤波后图像。镜头畸变由于图像位置与坐标偏离产生，对设置高精度点空间坐标控制场拍摄，根据共线放出推到图片原始坐标。
2.4无人机测绘的控点布置
在用无人机进行像控点测量时，技术人员一般会选择C级和D级的控制点，用这些控制点作为起始点和检测点，并将接收机和网络RTK系统连接起来，用来进行像控点测量。网络RTK流动站通常需要在CORS的范围内进行相关操作，用来进行数据的传输。在完成数据传输之后，技术人员才能利用流动站设点的方式测量相应参数。一般来说，测量观测的次数不能低于两次，而且相关人员要对每次测量的数据进行严格的审查，确保数据结果满足各项要求。
2.5立体测量
对于大比例尺地形图测量工作，在完成上述作业后，需要对大比例尺地形图的立体模型进行测量。例如，轮廓线、边线等位置。需要人工进行上述数据的采集和获取，即通过手绘的方式进行轮廓线和边线数据的收集，而且需要注意的是，对于一些无人机航测系统无法测量的位置，必须要做好标记，以便于后续工作的进行，确保提升大比例尺地形图测绘完整性。
结语
随着我国航天技术的快速发展，无人机应用范围不断扩大。无人机以其灵巧、易操作等特点，成为航摄地形图的重要技术。无人机航摄存在一些缺陷，需要相关人员提高无人机航摄技术。我国各领域应用无人机技术，一些成熟的地理空间信息测绘计算机普遍应用航空摄影测量技术等，在设备测绘精度等方面具有各自优势，可以综合应用相关技术，更好地为地理地形图测绘提供帮助。随着我国对无人机技术要求提升，相关测绘单位应致力于研发新型无人机，满足我国地形图测绘工作的要求。
参考文献
[1]孙亮.无人机航摄系统测绘大比例尺地形图的精度分析[D].昆明：昆明理工大学，2017.
[2]郭世敏.基于无人机航摄影像的大比例尺测图及三维建模研究[D].昆明：昆明理工大学，2017.