邓献东
山东省核工业二七三地质大队 山东 265300
摘要：无人机航测是当前我国测绘领域技术创新的重要体现，其具有多方位、内容丰富、自动化强等优势。文章结合大比例尺图形测绘，对无人机测绘技术优势与具体应用展开探讨。
关键词：无人机航测；大比例尺；地形图；地形图测绘
引言
无人机航空摄影现在已经广泛的应用于大比例地形图测绘、文物修复、环境监测保护、灾害区域分析和自然资源管理等领域。其数字产品地表分辨率可以满足较高精度的工作需求，但在大比例尺成图中，存在高程及其他精度无法满足建设要求的缺点，提高无人机航测成图高程精度是亟待解决的问题。
1无人机航测相关概述
1.1无人机倾斜摄影测量技术
无人机倾斜摄影测量技术属于我国高新领域的研究内容，此项技术的提出，完全颠覆了传统测量技术中存在的仅可实现对监测点垂直检测的问题。在使用提出技术进行实际测量工作过程中，可在无人机上搭设多个传感设备与通信设备，因此，在进行数据时，可实现对同一点数据的多维度测量。而使用此种测量方式，更加有利于提供使用者一个直观的观看感受。此项技术不仅可以实现对检测点的精准定位，同时也可以更具时效性的为使用者还原一个真实的地貌信息。在无人机倾斜摄影测量中，可以设定一个航拍中心，以此中心作为无人机倾斜摄影测量的圆心，以此定位数据。而此项技术提供给测量者的精准定位功能，可将地质环境中多种有机物体进行嵌入式定位，从而使获取的影像、图片等数据信息内容更加丰富，给予使用者更为优越的使用体验，实现了对传统测量技术功能、性能的拓展。
1.2无人机倾斜摄影技术在大比例尺地形图测绘中的优势
无人机倾斜摄影技术是利用无人机进行拍摄，航高较低，空域易申请，机动灵活，能够实现自动化三维模型数据采集，相比传统的测图技术提高了效率。无人机倾斜摄影技术的优势主要表现：第一，无人机可以多方位、近距离地获取地面物体的影像数据；第二，影像表达内容更多样丰富，邻近影像的重叠度高；第三，影像的匹配和建模自动化程度高，最大程度保证结果的精确度；第四，无人机倾斜摄影技术可以多角度获取图像，同时获取顶面和侧面的纹理，并对纹理进行清晰的数据采集；第五，具有自动化的优势，节约时间和人力成本。因此，在大比例尺地形图测绘中，无人机倾斜摄影技术相比传统的测绘技术更具优势，能够提高工作效率，满足测绘需要。
2无人机航空摄影测量在大比例尺测图中的应用
2.1航线设计
在进行航线设计时，首先要对需要航摄的区域进行划分。在很多地形航拍的区域中，经常会出现区域范围比较大的情况，如果不进行区域的划分，会造成资源的浪费，也会因为缺乏精心的区域划分设计，从而导致不能获取比较全面的信息内容。可根据已经收集到的地形图对其进行取阅划分和编号，不同的地区划分原则也不同。对于平坦的地区进行区域划分时，需使区域划分界限与地形图轮廓一致，在区域划分时，还需考虑无人机航空高度等方面的问题，从而进行规划。对于地表起伏比较大的地区，在进行区域划分时，应根据不同地形来进行区域划分。与此同时，还需对无人机的航空高度、速度、航摄时间、航线间隔及航线规划进行设计，从而能够满足区域测量的需要。
2.2数据准备
由于相机及无人机自身影响，未经处理和选择的无人机相片畸变差比较大，无法直接用于空中三角测量及后期模型建立和数字产品生产，数据的预处理主要是通过提供的相机校检报告参数和实际飞行参数的选择来进行畸变差改正。通过加载影像，对影像数据进行双拼处理后，删除航线外的多余影像，将POS数据及控制点坐标的导入工程并保存，查看影像的整体情况并判断飞行质量，通过影像质量数据可对后期数据处理的可行性做出判断，数据处理者判定是否需要进行补飞。通过DPGrid软件生成工程参数，检查重叠度、DEM间隔及所设置的等高距是否满足要求。
2.3空中三角测量精度
空三精度检查按照《数字航空摄影测量空中三角测量规范》规定进行。一般从像方和物方2个方面进行检查，而物方的精度检查最为常见，就是对比加密点和检查点的坐标差。空三运算的精度指标一般包括是否有漏偏的情况，该情况是否合理；连接点是否正确，空三是否存在断层现象；检查点和像控点的残差、连接点的误差是否在允许范围内。通过计算4个验证点的实测三维坐标与区域网平差得到的三维坐标间的误差，来衡量区域内空中三角测量精度。统计结果表明，空三加密点相对于检查点实测坐标和高程之间的误差均小于规定的平面误差和高程误差，说明该方法建立的三维模型在几何精度上符合要求。
2.4布测相控点
无人机布测量相控点是测绘过程中的一个重要环节。尽管在测绘过程中，无人机测量技术具有其他传统航测方法无可超越的优势，但无人机测量质量受天气、高度和设定航线合理性的影响。因此，相关测量者需要关注这一问题，在测量开始前，必须对无人机进行布测。在这项工作中，要与实际测绘对象的难易程度和路况相结合，从而准确地确定控制点的具体位置和数量。此外，为了保证相控点之间的精度<2cm，并保证GPS网络的正常运行，这样数据的准确性就能得到很好的保障。
2.5无人机航测制作实景三维模型
无人机搭载多镜头数码相机是目前实景三维模型的主流生产方式。倾斜摄影技术能够同时拍摄到地物的顶视与侧视高清纹理，并结合先进多视影像联合平差、多视影像密集匹配、实时定位等技术，获取地物的全方位信息(包括空间信息和纹理信息)，实现实景的三维重建。根据实践经验，实景三维模型生产需要旁向重叠率一般为70%左右，当测区内地物高度过高或者地形图对高程精度要求过高时，还需要架设架构航线，架构航线的旁向重叠率一般为60%左右。倾斜摄影测量在大比例尺地形图综合更新方法中应用的基本思想是:在实验区域内布设像控点，设计飞行方案，从而基于获取的影像纹理数据制作正射影像与实景三维模型，并检核成果的点位精度。
2.6成图精度分析
为了提高成图精度，需对影响成图精度的因素进行分析。包括像片倾角、空中三角测量、DEM、DOM精度等方面对最终成图精度具有一定影响。除此之外，无人机拍摄的天气、温度及工作人员的操作等都会对最终成图精度具有一定的影响。为了不断提高成图精度，可增强无人机相关硬件的性能，从而减少无人机因为质量轻而带来的飞行不稳定问题，减小航拍倾角，减小存在的误差。为了防止无人机在进行工作时存在一定的误差，可借助机载GNSS设备进行空中三角测量辅助，从而提高精度。
2.7进行处理数据
数据处理工作一直是测绘工作中的最基础的工作。第一，对无人机拍摄出的画面进行选择，选出合适的控点照片以后，将其分组，每个组次留6张照片，尽量将照片保留在建模照片中。第二，对这些照片进行处理，这项工作主要是利用摄影测量自动建模软件完成的，选择出精度最高的照片。照片处理完成以后再处理像控点数据的刺点，这项工作要控制在照片范围内。第三，利用三解法和点云加密等方法对数据进行计算。
结语
综上所述，随着我国科技的不断发展，无人机倾斜摄影手段已广泛应用在大比例尺地形图测绘中，并且取得了较为理想的效果，在很大程度上提升了测绘的准确性。同时，在利用无人机倾斜摄影技术进行地形图测绘的过程中应该充分了解测绘地区的实际情况，做好航测方案设计，制定有效管理措施，保证整个测量过程的科学性、合理性，从而提高大比例尺测图的整体水平。
参考文献
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