无人机航测技术在基础地图测绘中的应用
张萌萌、项翊钊
河南省地质物探测绘技术有限公司 450000
摘要：无人机摄影测量、遥感等新型技术在地理信息、灾害监测、勘察测绘等相关行业的应用越来越广泛。在工程测量中，开展地图测绘工作时，利用无人机航测技术能克服传统测绘中地形、天气、人为等因素的影响。降低测量误差，提高测绘准确率和工作效率，如在矿山、铁路、山区等复杂地形中的应用。目前航空摄影技术在地图测绘中的应用逐渐深入，所以在实际项目开展过程中，需要测量人员具备专业的测量技术，对信息和数据进行计算和处理，保障所获取的数据能够将测区信息全部展现，降低环境因素对数据获取过程产生的影响，确保技术应用的合理性和科学性。本文以大岗山水库工程项目为例，介绍了无人机航测的实现过程，对处理结果进行了展示，并对测量精度进行了评价。
关键词：无人机航测技术;基础地图测绘;应用;
引言
当前我国正全面提升建设项目集约用地水平，不断加快国土资源管理技术信息化进程，积极利用多种技术开展土地资源管理工作。目前对数据采集信息管理和更新服务技术提出了越来越高的要求，使得GIS、GPS、RS技术和无人机航测技术得到广泛应用。相较于其它测量手段，无人机航测技术操作简单、投入经费较少，并且操作人员经过短期培训即可熟练操作。
1无人机航测技术概述
1.1技术原理
无人机航测技术是将无人机作为飞行平台，在平台中配置高分辨率摄影仪器与激光雷达等装置，基于影像信息采集系统，远程控制机载设备开展测绘影像采集与同步传输作业，从而实时掌握测区情况。同时，影像信息采集系统由地面监控以及飞行控制系统加以组成。在无人机航测期间，地面监控系统负责对所获取影像信息进行整合预处理、质量检测、构建三维立体模型与生成核线影像。而飞行控制系统负责操控无人机按预定航线飞行，将航线重叠度与旁向重叠度分别控制在70%与50%。在特殊情况下，工作人员远程控制无人机躲避障碍物与修改航线。
1.2无人机航测的优势
无人机也叫无人驾驶航空器，是一种安装导航模块和动力装置的设备，通过设置飞控程序和无线电装置达到控制飞行的目标，通常来说新型无人机的体积较小、材质更轻，并且利用能源驱动装置。其具体优势体现在以下几个方面。第一，成本低。相较于传统的卫星遥感设备以及航空摄影测量技术，无人机的运行费用和维修成本更低；第二，灵活性强。相较于有人飞机，无人机体型优势明显，对起降条件和场地条件要求很小，能够在短时间完成快速起飞任务需要，即使在地形复杂区域和云雾天气下，依然可以第一时间获取遥感监测数据，完成任务后可以通过滑行的方式回收；第三，操作简单。无人机具有高度的自动化程度，操作人员设定好飞行路线并根据空中与地面情况调整数据就可实现精确测量目标，操作人员经过简单培训即可灵活操作；第四，起飞时间短。无人机的起飞时间较短，无需专门设置跑道，并且可以在短时间内完成多项航测任务，及时收集相关信息数据；第五，高分辨率。相较于传统的航拍技术，无人机获取图像数据能力更强，精度可达到厘米级。
3无人机航测发展现状
无人机航测技术主要通过机载动力驱动的，由专业人员进行远程的控制然后飞行，它不需要驾驶员，造价成本相对较低，能够应用于很多行业。它不仅在航空摄影中具有优势，在其他领域中也有其发挥的空间，比如将无人机技术应用于救灾以及运输中。无人机航测技术与其他航测技术相比较有着不可超越的优势，人们更是将它用于一些危险的任务中。
4无人机航测在基础地图测绘中的有效应用
4.1空中三角测量
空中三角测量是数字摄影测量生产作业的关键工序，是内业处理的核心，采用INPHO软件进行空三加密工作。根据航摄实际情况划分2个区域，利用软件全自动提取航带内和航带间连接点，完成影像相对定向与模型连接，用自动提取的连接点，进行像方自由网平差，当影像标准点位缺少连接点的影像以及模型连接较差的区域，采用手工添加连接点方式进行连接。再用外业实测像控点进行空三绝对定向工作，在测区内添加控制点后，点击软件的平差工具进行区域网平差，经过多次平差计算、剔除或改正粗差点的点位等工作后，空三精度满足项目要求。
4.2数据采集与测绘影像的获取
在无人机航测期间，工作人员远程对无人机航测系统进行控制，或是基于程序运行准则，采取多元化无人机航摄手段持续获取测区内所拍摄的影像资料，常用无人机航摄手段包括竖直摄影像、多基线摄影、交向摄影以及倾斜摄影等。随后，对多视影像数据进行匹配处理，在数据匹配结果基础上构建空中三角测量网络，对数据进行光束平差处理。与此同时，在必要情况下，可选择使用DOM与DEM等产品，依靠无人机航测系统自动开展数据采集与测绘影像获取作业。
4.3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。
4.4?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。
4.5数据处理
在无人机航测数据处理环节，主要分为数据准备以及数据解算步骤。其中，在数据准备步骤，工作人员将无人机航测系统中所存储测绘影像数据进行导出，对航拍位置以及影响数据进行处理，如调整旁向倾斜角与分类整理航测数据信息等。同时，对影像数据质量与无人机整体情况加以检查评估，如贴线率及姿态角度，如果评估结果不佳，表明所获取测绘影像的完整度与成像质量较差，在必要情况下进行复飞。而在数据解算步骤，根据已知数据信息构建位置坐标体系，绘制位置坐标图，将坐标值与测区现场实际位置加以匹配处理。随后，对相应参数进行处理规划，基于控制点位置选择坐标体系，并完成DOM数据处理作业即可[4]
结束语
综上所述，无人机测绘技术不但有较短的测绘周期，而且在操作方面更具便携性，比传统航空摄影测绘更具优势，整体绘制成本较低，并有广泛的应用前景。目前，其在许多实际测绘中已经得到应用。长时间的应用积累，证实了它在地图绘制中能够获得更好的效果。
参考文献
[1]王卫胜.无人机航测技术在工程测量中的应用分析[J].科技经济导刊,2021,29(10):52-53.
[2]黎广,易志朝.无人机航测技术在基础地图测绘中的应用[J].江西测绘,2021(01):36-39.
[3]史汉新.无人机航测技术在基础测绘中的应用探讨[J].江西建材,2020(09):53-54.
[4]张利杰.无人机航测技术在基层测绘工作中的应用分析[J].中国设备工程,2020(18):116-118.