内蒙古自治区测绘院 内蒙古呼和浩特 010000
摘要：无人机航摄工作原理是利用先进的无人驾驶飞行器技术、遥感传感器技术、遥测遥控技术、通讯技术、GPS差分定位技术和遥感应用技术等，自动化、智能化、专用化快速获取国土、资源、环境等空间遥感信息，完成遥感数据处理、建模和应用分析的应用技术。其在大比例尺地形测量中得到广泛应用，基于此，本文阐述了无人机航摄的主要特征以及基于无人机航摄的大比例尺地形测量工作要点，对基于无人机航摄的大比例尺地形测量技术进行了探讨分析。
关键词：无人机航摄；特征；大比例尺地形测量；工作要点；技术
无人机航摄测主要是建立在无人机遥感平台基础之上，实现空间高分辨率遥感影像数据的一种先进测量技术手段。因此为了充分发挥其在大比例尺地形测量中的作用，以下就基于无人机航摄的大比例尺地形测量技术进行了探讨分析。
一、无人机航摄的主要特征
无人机航摄在地形测量、防灾减灾、应急救援、突发事件和灾后重建等诸多领域都发挥着重要作用。其特征主要表现为：（1）天气影响较小。无人机航摄系统受天气条件影响较小，还具有云下摄影的优势。（2）作业成本较低。相对于传统有人驾驶航摄飞机，无人机航摄系统购置成本及使用、维护费用都较低，无人机航摄无需专业航测设备，普通民用单反相机即可作为影像获取的传感器，可减少投入。（3）运输组装方便。相对于传统航摄，无人机航摄不需要专门机场调运、调配，可用小型汽车装载运输，可随时组装。（4）避免空域管制。传统航摄对空域的要求手续繁多，无人机航摄能很大程度上节省申请手续需要的时间和精力，基本能够做到即到即飞。
二、基于无人机航摄的大比例尺地形测量工作要点
1、航摄。基于无人机航摄的大比例尺地形测量工作是利用无人机飞行平台，对数码相机进行搭载，对测区进行航空拍摄，并对摄区影像进行获取。如果影像不能对测区情况完全覆盖，或是错过了暖光点等，要进行重飞或补测。不同于传统航摄的是，无人机主要负责小区域航摄任务，因而不用对地球曲率变化进行考虑。根据区域均匀的布设像控点，在测区中部、两端等位置，可增加测距导线、GPS静态、RTK等，对像控点平面坐标进行测定，利用图根水准、GPS曲面拟合等，对像控点高程进行测量，从而使像控点加密精度得到提升。在内业测图中，在数字摄影测量工作站中，地形要素数据采集影像如果立体判测有疑问，或影像模糊的地物，应做出明确的标记，从而近行外业补调，而对于内业能够判定的地物要素，采取标注图示符号的方法进行直接显示。按照无人机采集数据的内外定向，以及绝对定向、相对定向，空三加密等处理之后，对DOM、DEM进行生成，以DEM模型为基础，对等高线进行生成。
2、数据处理。基于无人机航摄的大比例尺地形测量，需要充分考虑海拔、地物等因素，合理选择航拍范围，并严格起飞降落场地的选择。进入作业区域后，做好报备及备案工作，在起飞与降落的地点，注意对空中管线、高大树木、突出障碍物、无线电设备等进行规避。在起飞场地和摄影区域之间，最大要保持10公里以内的间隔距离，从而确保安全监控。在航摄过程中，根据相应的航摄规范，确定完全覆盖规划、实现技术指标等。
无人机航摄获取的像片，在改正处理后，利用边框自动计算法进行内定向，像点量测坐标，应注意大气折光、地球曲率、像主点位置、航摄仪物镜畸变等因素的影响。相对定向时，像对连接点均匀分布，在每个标准点位区，都有相应的连接点。在自动相对定向中，各个像对连接点数量在30个以上。利用全数字摄影测量系统，对空三加密成果进行导入，根据数字微分纠正、内外方位元素等，对正射影像进行获取。进行图廓裁切、色彩平衡、图形镶嵌等处理后，对正射影像图进行获取。
三、基于无人机航摄的大比例尺地形测量技术
1、像片控制技术。基于无人机航摄的大比例尺地形测量需要认真做好像片的控制工作，在航线上应该设置10-15条的基线，并在旁侧安排2-4条基线。通过对像控点的合理布置，就可以有效确定成图范围，避免出现成像漏洞的现象。在开展像空点的布置过程中，应该安排航向与旁向中有5-6张的重复像片，在布设工作结束之后，就需要开展布点示意图的绘制，并及时进行保存。为了保证像片控制效果，需要认真做好像控点的布置工作，在确定像控点坐标的过程中，可以使用全站仪或者RTK仪，并根据具体地图测绘要求来保证像控点的精度。
2、图像预处理技术。基于无人机航摄的大比例尺地形测量过程中，由于数码相机所使用的像幅相对比较小，只有认真做好了图像的预处理工作，才能进一步保证测量结果的精度。如果航摄图像不经过预处理，就容易产生图像畸变的情况，难以保证这些图片的使用效果。在开展影像拍摄的过程中，应该通过三加密来避免影像出现严重的畸变。在通常的情况下，都需要使用数码相机来提出鉴定报告，通过采用DP Grid系统来避免出现严重的影像畸变现象。
3、DEM与DOM制作技术。基于无人机航摄的大比例尺地形测量过程中，DEM制作一般是建立在原始航摄影像基础上的，需要重样采集生成核线影像，然后DP Grid系统会重新对这些三维离散点进行匹配，并生成航摄区域的DSM，在经过DSM滤波处理之后，就可以直接生成DEM，对于刚生成的DEM很容易受到周围实物的影响，如水体、树木等，需要采用进一步的人工编辑处理之后，才能保证DEM的精度。DOM通常是DP Grid系统自动生成的，该系统会首先对对得到的DEM数据进行处理，然后进行匀光和匀色处理，接着进行色调均衡处理、DOM镶嵌处理，之后就可以得到DOM。在得到DOM之后，经过进一步的人工编辑，例如，对其中颜色进行针对性的调整，并对其中的线条进行几何处理，再经过一定的人工编制之后，就可以直接将DEM纠正为DOM，这样就可以完成整个地形测量的绘制工作。
结束语
综上所述，无人机航摄具有升空时间短、成像快等特征，且不受到空域管理的限制和影响，能够迅速到达所测区域，有效缩短了测量时间。随着无人机摄影测量技术的发展，其被广泛应用于大比例尺地形测量工作中，因此对其进行分析具有重要意义。
参考文献
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