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摘要：无人机低空摄影测量是现代地形图测绘的关键载体与重要保障，在提升地形图测绘精度、促进测绘事业发展等方面扮演着不可替代的关键角色。无人机低空摄影测量以专业化无人机等设备仪器为基本依托，对目标地形区域进行数据信息的分析研究与界定，是掌握地形信息数据的关键技术手段。
关键词：地形图测绘；低空摄影测量；无人机；方法应用
引言
随着数字城市、智慧城市、美丽乡村、国土空间规划项目的开展，人们对测绘产品的需求越来越多，且精度要求越来越高，成果时效性越来越强，但是传统的作业方式效率低、风险高、成本高、外业工作量大，对于有的地区，数据难以获取，无法满足产品的更新需求。
1 无人机低空摄影测量简述
近些年，我国对无人机系统的研发及发展给予了足够的重视。从行业领域来说，不论是自然灾害的应急事件、海洋环境的调查，还是精准农业等各个领域的研究需要，无人机的均做出重要贡献。中国测绘学会通过多次低空无人机航测实验，在各种航空摄影测量设备的研制上也取得了重大突破。经过几年的发展，无人机技术已逐渐成为满足我国社会经济发展、数字城市建设、应急救援、地质灾害、突发事件处置、环境监测、矿井监测、工程设计等多项需求的一项重要技术之一。无人机航摄系统的快速发展，使其作为卫星遥感和航空遥感的有益补充手段，具有与其他遥感方式相比明显的优势。作为一种新型的遥感手段，无人机航摄系统经常以无人飞艇、无人固定翼机、无人直升机、无人多旋翼飞行器和无人伞翼机等作为搭载平台。其中，无人飞艇以其巡航速度慢，飞行平稳，留空时间长的优势在低空巡逻及监视方面表现优异。直升飞机具有对起降场地要求不苛刻、抗风能力强、续航时间长、可灵活作业以及飞行稳定等特点。而采用常规布局的固定翼无人机以其高机动性、高荷载性以及气动性能好等优点，能够搭载各种任务设备并且出色完成远距离航拍和巡线等任务。
2 低空摄影测量成图的关键技术
（1）摄影外业控制测量。摄影外业控制测量是无人机低空摄影测量成图的关键技术方法，需要综合协调基础控制测量和像控点联测之间的关系，在数据交互方面保持同步逻辑关系，确保最终测量成图的精度。随着当前测量技术方法的创新与进步，摄影外业控制测量的应用愈发成熟，实现了像片控制点的进一步细分，使平面控制点、高程控制点和平面高程控制点等有机结合起来，可在更加复杂的地形环境条件下开展绘图测图工作，适用性与针对性更强。同时，在空中三角测量方法的支持下，可满足地形图测绘统一布设、统一测量等方面的实际测绘需求。（2）摄影内业处理技术。与摄影外业控制测量相类似，摄影内业处理技术同样至关重要，与最终地形图测绘效果密切相关。在摄影内业处理中，主要包括数据预处理、自动空三加密和 3D 产品生产等方面的构成要素，上述不同的构成要素在地形图测绘过程中所承担的职能有所差异，所形成的测绘数据对应关系存在明显不同，需根据目标测绘区域的实际状况进行科学处理。在地形图测绘数据处理方面，应首先根据无人机低空摄影测量所获取到的数据信息，在测区参数的作用下，对其进行细化分解，通过系统软件技术得到核心数据层，并对畸变差进行科学校验与控制，最终得到地形图测绘产品。
3 无人机低空摄影测量在地形图测绘中的应用
3.1 空三加密
导入影像并自动匹配连接点，然后导入地面控制点，并进行刺点。对于数码影像，可运用匹配加连接点的方式进入平差编辑界面，软件会将影像叠拼图与控制点叠加在一起，可根据控制点大图在叠拼图通过匹配加连接点进入刺点。使用匹配加连接点功能在叠拼图上单击后，软件会自动对该位置进行预测，然后进入精调界面进行调整，并在 ID 里面修改点名保存即可。
3.2 三维模型生产
平差成果精度合格后，开始生产实景三维模型。首先设置成果坐标框架，选择规则平面划分瓦片方式，根据实验电脑内存，设置瓦片大小为150m*150m，约占内存16G，本机电脑内存为32G，可以满足对电脑配置的需要。设置瓦片坐标系原点，用于决定瓦块命名的起点，确保后续生产的瓦片可以放到一起，做到瓦片不重不漏。贴图质量设置为100%，确保生成的模型纹理分辨率最高。在几何简化设置里，选择平面，容差设置改为0，单位为米，这样可以最大程度上保留建筑物的边缘信息，确保采集精度可以更高。选择模型格式为*.OSGB，此格式金字塔层级多，可以更快浏览，加载迅速，且目前大多数采集软件只支持此种格式。坐标原点需要设置为一个指定的数值，这也方便后期接边处模型合并后，相对位置、绝对位置坐标合适。待模型生产完成后，再提交正射影像生产任务，得到正射影像成果。
3.3 大比例尺地形图制作
将OSGB格式的三维实景模型恢复到EPS软件中，利用EPS软件中的三维采集功能，对模型进行数字线划图采集。采集房屋主要利用五点房命令，在采集完，并对房屋的属性进行完善；采集高程直接基于模型上打点，对裸露地形，给出范围线，设置高程点密度，进行高程点自动提取；采集平面位置可基于正射影像采集；采集等高线通过淹没的方式进行。对有房檐的房屋，直接在EPS软件中进行屋檐改正，较虚拟立体像对采集地形图，大量减少了外业调绘工作。对于模型拉花导致无法精准采集的点位，可通过空三成果，进行立体像对采集，对于模型上无法辨别的地物以及独立地物属性，需通过外业补测与调绘，并对外业成果进行编辑，得到最终的地形图成果。
3.4 航摄实施
航摄实施环节是无人机低空摄影测量的核心环节，在地形图测绘中始终处于基础性地位。在此环节中，应首先对无人机系统设备的工作状态进行充分研判，对无人机操控人员进行专项培训与指导，使其全面掌握无人机低空摄影测量的具体操作规范与技术要求，精准控制无人机飞行中的各项注意事项，严格按照相关技术要求进行操作，确保无人机飞行过程平稳有序。通常情况下，为确保无人机低空摄影测量效果，应对旋偏角、倾角和重叠度等进行动态化调整优化。由于无人机低空摄影测量易受风力的影响，因此在有风的天气环境条件下，尤其要加装补偿器，改进无人机硬件，并在考虑测区地形地貌、地面分辨率和成果精度等要素的基础上，通过软件设计对控制点布设进行改善优化，对测绘图像作出精细化纠正。
3.5 地形图精度检测
此处精度检测，主要是检测倾斜摄影方式生产的成果是否符合 1：500 地形图生产需求，利用 35 个检测点，对地形图成果精度进行检测，高程最大残差未超过35cm，平面点位最大残差未超过 25cm，均满足 1：500 地形图精度要求，说明本文的方法可以满足 1：500 比例尺地形图数据的采集。
结束语
受测量模式、测绘方法、航测效果评价等方面要素的影响，当前无人机低空摄影测量在地形图测绘实践应用中依旧存在诸多不容忽视的薄弱环节与不足之处，阻碍着地形图测绘工作效果的优化提升。因此，有关人员应该从现代地形图测绘工作的客观实际需求出发，遵循无人机低空摄影测量的基本原理与规律、创新测量方式方法，为提升地形图测绘工作成效奠定基础。
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