王兵
成都西汇市政规划设计有限公司 四川省成都市 611730
摘要：在当前我国地形测绘工作中对于无人机航测技术的应用越来越广泛，无在地形测绘中具有明显的优势，具有成本低、效率高、精度高和出图快的特点。本文应用旋翼无人机倾斜航空摄影测量技术对安徽省某露天矿山进行了1∶2000大比例尺地形图测量，分析了其在地形测绘中的应用效果。结果显示，应用旋翼无人机倾斜航空测量技术，误差符合1/2000矿山大比例尺地形图测量的精度需求，能够满足三维矿山以及智慧化矿山建设的需求，可以将该技术广泛应用于矿山大比例尺测量中。
关键词：无人机；航测技术；地形测绘；应用分析
引言
近年来，随着科学技术的不断发展，无人机航测技术具有机动灵活、作业成本低与高效快速等优势，在小区域高分辨影像获取方面有着明显优势，是传统航空摄影测量技术体系的有力补充，在工程测量领域中应用广泛。因此，为加大无人机航测技术的应用推广力度，提高技术应用水平，对无人机航测技术在工程测量中的应用现状进行分析，为从业人员提供技术指导。
1倾斜航空测量技术基本原理
传统的无人机航测技术以垂直测量为主，仅能获取垂直方向的航空影像数据，导致影像数据无法更细致地反映测绘区域的真实面貌。倾斜航空测量技术通过搭载多角度、多方位的摄影相机而实现了从不同方向获取测绘区域面貌的目的，有效避免了垂直摄影技术无法从侧面获取测绘区域信息的缺陷，不仅能对三维建模、立体矿山和智慧化矿山建设有利，而且显著提升了测量精度。倾斜航空测量技术在地形测绘中的应用主要包括航飞参数设计、预处理、空中三角加密和地形图制作等步骤。
2无人机航测技术优势
2.1机动灵活
与传统航空摄影测量技术相比，无人机航测技术具有快速航测反应能力，无人机往往处于低空飞行状态，飞行质量、机身颠簸度与测量精度并不会受到气候条件的明显影响，且空域申请较为便利。同时，在无人机飞行期间，当出现风向变化时，虽然会对无人机飞行线路造成影响，但依靠飞行控制系统，可以在短时间内对无人机航线进行修正处理，以减小外部环境对测量精度造成的影响。此外，无人机作为一种小型飞行器，对起降场地要求较低，仅需在一段较为平整的路面，即可安全完成无人机起降操作，并将升空准备时间控制在15min以内。而在测区现场地质条件过于复杂时，无法通过自力发射方式起飞时，工作人员还可选择采取弹簧起飞与垂直起飞方式，向无人机提供充足的升力。
2.2测量精度高
在无人机航测系统中搭载有数字彩色航摄相机与数码相机等设备，在系统运行期间，可以持续获取超高分辨率的数字影像以及高精度定位数据，并将数据信息生成三维景观模型及三维正射影像图，最终测量的成像质量与精度都明显超过大飞机航拍测量成果。同时，无人机航测技术还可以切实满足不同类型工程测量任务的精度要求。例如，将无人机航测系统切换至低空遥感模式，在低空与超低空环境下完成测量作业，持续采集低空精准数据，满足应急救灾等测量任务的作业需求。同时，将系统切换至高空作业模式，持续获取高空信息数据，以满足资源勘测等类型测量任务的作业需求。
2.3检测效率高
在应用传统航空摄影测量技术时，往往面临着数据时效性差的问题，存档数据与编程拍摄获取的影像数据时效性较差，无法在限定时间完成测量任务，且测量结果与测区实际情况不符。无人机航测技术的应用，可以同步传输所获取的影像信息，并开展数据处理操作，从而向用户实时提供所需成果。从检测效率来看，无人机航测系统每天可完成数十至上百平方公里区域的测量作业，实际测量效率远超过人工测绘。
3无人机航测技术在地形测绘中的应用
3.1在复杂地质条件下的应用
当前在部分工程项目中，现场地质条件较为复杂，分布着湍急河流、险滩、峡谷等复杂地形，受到地理环境限制，传统航空摄影测量技术与人工测量技术不具备实际应用价值，测量精度较低，在测量期间容易出现突发问题。无人机航测技术的应用，可以有效解决以上问题。首先，工作人员通过无人机航测系统与飞行控制系统，可以远程调整航摄相机角度来获取测绘影像，全面掌握测区情况与地物信息。其次，面对河流险滩等复杂地形，凭借无人机机动灵活优势，工作人员可以根据现场情况实时调整机身修正无人机航线，并操纵无人机开展各项高难度飞行动作，将无人机与各类障碍物保持安全间隔距离。最后，开发低空无人机航测遥感系统，组合应用遥感技术与无人机航测技术，系统自动对无人机飞行期间所产生机械振动误差加以分析修正，以此提高测量精度及测绘影像质量。
3.2在地形图测绘中的应用
近年来，随着技术体系的日益完善，无人机航测技术在大范围地形图测绘方面中得到广泛应用，且地形测绘精度满足绝大多数工程1∶2000的测量精度要求。例如，在无人机航测期间，在系统中下载并识别DOM数据，在其基础上创建道路、路堤与建筑房屋等地物标高。随后，依据DOM数据进行分类处理，从所获取测绘影像资料中提取地物矢量特征，并对数据进行校正细化处理，以此来构建DOM图形。最后，向CAD软件中导入矢量化成果，将成图要求为依据，对测区地图进行整饰处理，如此，即可生成DMG格式成果，完成地形图测绘任务。
3.3空中三角加密处理
虽然倾斜航空测量有效避免了垂直航空测量仅能从垂直方向获取影像数据的弊端，显著减少了影像数据中的“留白”,但是通过该技术获得的影像数据中不可避免地存在因高大建筑物、植被等遮挡而出现的“留白”,导致局部区域的影像质量无法达到精度要求，此时可通过空中三角加密处理解决该问题。空中三角加密处理是借助无人机航拍过程中定位系统自动存储的POS数据文件对其进行方位元素的预测处理，将高大建筑物、植被等影响因素剔除，能够有效提高测绘精度。在完成空中三角加密处理后输出成果图件，自动生成DSM、DOM等成果。
3.4像控点布设
像控点测量是提高测量成果精度的基础，本次像控点的布设以及测量遵循以下6个原则：(1)像控点的布设应根据测绘区域的地形地貌确定其密度，在地形地貌变化较大的区域可适当加密布设，在地形地貌变化小的区域可适当抽稀布设，由于测绘区域的地形地貌变化相对较小，故本次采用的像控点密度为2.5点/km2;(2)像控点一般布设在旁向大于100 m, 且航向基线不少于1条的区域[4];(3)像控点的位置应选择在容易识别的地形地貌中，且不应存在争议，如房屋的房角、田坎的田角以及地形较高的山头处等部位；(4)像控点的布设应尽可能避开高大建筑物或者植被发育的区域，该区域容易因遮挡而造成航空影像数据中识别不清晰或者完全被遮挡，对整体测绘精度影响较大；(5)像控点的布设应尽可能避开较大水域区域，这是由于水域的水面变化较大，对测量精度影响较大；(6)像控点的布设应以重复利用为基本原则，故一般布设在交通条件相对较好、容易保护的区域，便于作为校正点。
结语
在我国科学技术快速发展进程中，现代化森林调查技术大大地节约了工作时间，提升工作效率，已在逐步替代传统的森林资源调查方法，克服了传统方法工作量较大、工作时间较长、误差较大的弱点，满足了现代森林资源发展所需。借助无人机航拍测绘技术可以弥补传统调查技术存在的不足，提升森林资源调查工作成效，为森林资源的开发利用与保护工作开展奠定数据基础。
参考文献
[1]杨兵战.多旋翼无人机倾斜摄影系统在航空摄影测量使用中的经验总结[J].测绘与空间地理信息，2018,41(5):176-177.
[2]刘明书.三维地形测绘模型的研究与建立方法[J].资源信息与工程，2017,32(2):73-74.
[3]赵波.基于无人机倾斜摄影测量的矿山地质测绘数据分类系统[J].世界有色金属，2020(5):28-29.