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无人机航测技术在基层测绘工作中的应用朱鹏超

发表时间：2020/8/24 来源：《基层建设》2020年第10期作者：朱鹏超

[导读] 摘要：随着无人机技术的不断发展成熟，无人机航测技术也随之得到了长足的进步，其应用领域和发挥的作用也越来越大。

        浙江省测绘科学技术研究院浙江杭州 310000
        摘要：随着无人机技术的不断发展成熟，无人机航测技术也随之得到了长足的进步，其应用领域和发挥的作用也越来越大。本文简述了无人机航测技术及作业流程，分析了无人机航测技术的优势，并例举了其在基层测绘工作中的一些实际应用。期望本文，能给基层测绘作业者带来些许帮助。
        关键词：测绘；无人机；航测
        测绘，是指对自然地理要素或者地表人工设施的形状、大小、空间位置及其属性等进行测定、采集并绘制成图。测绘作为一个历史悠久的学科，从古到今，都伴随着人类对自然的认知而发展着。随着测绘领域的发展，新科技正逐渐替代传统测绘方法，同时也给测绘工作者带来了巨大的变革。其中，最值得注意的就是近年兴起的无人机测绘技术。无人机凭借它机动灵活、高效快速、作业成本低、适用范围广、生产周期短的特点逐渐成为测绘行业“新宠”。
        1 无人机航测技术简述
        无人机航测技术是无人机与航空摄影测量结合的技术，具体是在无人机飞行平台上装载数码相机进行数据采集工作。无人机航测是传统航空摄影测量手段的有力补充，相比传统航测技术更加灵活、便捷、精准度高、适用范围广并且成像更加清晰。无人机航测技术可广泛应用于国家重大工程建设、灾害应急与处理、国土监察、资源开发、新农村和小城镇建设等方面，尤其在基础测绘、土地资源调查监测、土地利用动态监测、数字城市建设和应急救灾测绘数据获取等方面具有广阔前景。
        2.无人机航测作业流程
        2.1影像获取
        根据任务要求，收集测区资料，依据地面分辨率、影像重叠度、飞行航高航带架次数、影像拍摄间隔等制定无人机航飞技术方案并申请空域，明确无人机搭载的传感器，在航线规划系统中将规划好的航线载入到遥感空中控制子系统。无人机地面控制子系统按照预设的航线和拍摄方式控制相机进行拍摄并存储数据。
        2.2像片控制
        航摄范围内采用区域网法布设像片控制点，点位布设在像片航向、旁向重叠范围中线附近，平面控制点应选择在线状地物的交叉点或明显拐角点上，高程控制点应选择高程变化缓慢的特征点上，平高控制点应两者兼顾。内业在像片上初选野外控制点后，前往测区内使用GPS获取点位坐标数据，并用简明确切的文字说明点位的位置。
        2.3空三加密
        空中三角测量是立体摄影测量中，根据少量的野外控制点，在室内进行控制点加密，求得加密点的高程和平面位置的测量方法。使用数字摄影测量系统，加载已经获取的航摄影像、GNSS/IMU（位置/姿态）数据、控制点数据，结合控制点描述对控制点进行内业刺点，然后通过相对定向、绝对定向等完成空三加密。空三加密完成后，可获取到航摄影像精确的内外方位元素，通过航摄影像和其精确的内外方位元素可以恢复摄区的立体模型，可生产DEM（数字高程模型）、DOM（数字正射影像图）、DLG（数字线化图）等数据。
        3无人机航测技术的优势
        3.1反应快速
        无人机航测通常低空飞行，空域申请便利，对起降场地的要求限制较小，在获取航拍影像时不用考虑飞行员的飞行安全，对获取数据时的地理空域以及气象条件要求较低，能够解决人工探测无法达到的问题。升空准备时间短、操作简单、运输便利，根据任务要求每天可获取数百平方公里的航摄影像。在基层测绘工作中，遇到一些突发事件时，通过无人机及时快速地收集与整理相关的地理信息，短时间内将收集到的相关数字化信息转化成图像信息，能够为现代基层测绘工作处理突发事件提供强有力的信息支撑与技术保证。

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        3.2现势性强
        传统高分辨率卫星遥感数据一般会面临两个问题，第一是存档数据时效性差；第二是编程拍摄可以得到最新的影像，但一般时间较长，同样时效性相对也不高。无人机航拍工作组可随时出发，随时拍摄，相比卫星和有人机测绘，可做到短时间内快速完成，及时提供用户所需成果。在基层测绘工作中，一些快速更新项目，未获取现下最新的数据，往往需要大量的人力进行实地调绘工作，导致项目周期长、成本高，通过无人机航测可以快速获取当下测区范围内最新的资料，为项目的高效率完成提供有力保障。
        3.3监控区域受限制小
        我们国家面积辽阔，地形和气候复杂，很多区域常年受积雪、云层等因素影响，导致卫星遥感数据的采集受一定限制。传统的大飞机航飞国家有规定和限制，如航高大于5000m，这样就不可避免的存在云层的影响，妨碍成图质量。另外还有一定的危险，在边境地区也存在边防的问题。而无人小飞机就很好的解决了这些问题。在基层测绘工作中，一些区域因道路难行或其他阻碍，致使人力难以到达，通过无人机航测的方式可以有效解决该问题。
        4基层测绘工作中的应用
        4.1数字城市工作中的应用
        在数字城市建设中，无人机航测技术的应用成效十分显著，尤其在动静态调查中，无人机航测技术的应用起到了良好的交通导向作用，不仅能够精准的测量出城市的建设规模以及道路交通、河道水道的发展程度，而且还能探测出建筑物属性以及土地利用情况等。在实际应用时，为了能够快速的获取到探测信息，工作人员采用遥感解译技术，直接从遥感影像上客观、高效的获取城市各个方面的数据信息，对解译结果进行对比分析，可以根据城市地表的实际情况，合理的对其进行划分，能够很好的为数字城市规划和管理提供可靠的参考依据，进而最大化提高作业效率。
        4.2农经权工作中的应用
        无人机低空摄影测量获取的影像地面分辨率相对较高，地块周围的道路、地址间的田埂、房屋、沟渠等地物清晰可见，判读和标记都比较容易，可以直接作为工作底图让承包者进行现场指认，填写承包经营权确权登记调查表，申请书，收集户主的身份证复印件及家庭成员户口簿复印件，承包经营权证复印件。根据得到的地块信息，在已指认的影像图基础上，结合已有土地登记簿中的边长和面积，使用道路、田埂、沟渠等现状地物分割图斑，绘制地块图协助农村集体土地所有权确权登记发证工作顺利进行。相较于传统的土地确权测量工作方式，采用无人机进行航空摄影测量具有成本低廉、执行方便、自动化程度高、效率高、精确度高等优势。
        4.3国土三调工作中的应用
        在第三次全国国土调查中动用了各类新型调查技术，并通过各数据的共享与实地调查等手段，确保调查数据的切实、准确性。并且在该次调查中，主要以2018年1月出台的《第三次全国国土调查实施方案》为依据，经由对三调工作的落实，对国家治理体系进行了更富现代化的革新，有效提高了国家的治理能力。而第三次全国国土调查除了在统一确权登记方面有着重要作用，通过调查全国范围内的土地利用现状与权属状况，其往往也有着协调可持续发展、建设生态文明的作用，能够为现代社会的稳定发展打下良好基础。在调查中相关的航空影像甚至可超过0.2m分辨率，并能经由综合化、客观化的土地质量评价，为调查中良好的调查结果打下保障。三调中，无人机作为一种辅助手段，帮助工作人员在实地勘查、审核等工作中大幅提升效率，节省经费。无人机航拍测绘技术的应用，能使调查更为详细，最大限度避免调查错误风险，同时能够保证数据更为精确。
        5结束语
        无人机航测技术是一种基于现代信息技术以及诸多高新技术上的先进测绘手段，已经成为基层测绘工作中不可或缺的重要手段，且随着经济和技术的发展，无人机航测所获得的数据也会越来越重要，无人机航测技术也必将有着越来越光明的发展前景。
        参考文献：
        [1]王佩军徐亚明.摄影测量学[M].武汉：武汉大学出版社，2005
        [2]杨奇树.浅析无人机航测技术在基层测绘工作中的应用[J].科学技术创新，2019（28）：58-59.
        [3]邵盈鑫，李纯斌，苏桃.无人机遥感在土地管理中的应用进展[J].中国集体经济，2019（35）：155-156.