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无人机航空摄影测量技术在地形测绘中的应用实践郑超

发表时间：2020/10/10 来源：《基层建设》2020年第17期作者：郑超

[导读] 摘要：近年来，测绘工程技术伴随科学的高速发展获得了极大提升，特别是无人机航空摄影测量技术呈现出了良好的发展态势，取得了非常显著的成绩。

        贵州地矿测绘院贵州贵阳 550018
        摘要：近年来，测绘工程技术伴随科学的高速发展获得了极大提升，特别是无人机航空摄影测量技术呈现出了良好的发展态势，取得了非常显著的成绩。本文结合实践，对当前无人机摄影测量技术的优势进行分析，探讨该项技术存在的不足，就该项技术在测绘工程中的应用进行案例分析而提出相关的注意事项，希望为相关测绘工作提供有效的参考，推动测绘工程工作的发展。
        关键词：无人机航空摄影测量；地形测绘；应用；案例分析
        引言
        随着航空摄影测量技术的完善，无人机航空摄影测量技术在地形测绘工作中的应用愈加成熟广泛。在此背景下，本文从无人机航空摄影测量技术的相关理论知识出发，在探究无人机航空摄影测量在地形测绘工作中的应用优势的前提下，针对性地分析了相关案例，旨在为提升我国无人机航空摄影测量应用能力带来更多的思考和启迪。
        一无人机航空摄影测量技术概述
        该项技术是我国当前主要发展的新型地形测绘技术手段，其是以无人机来作为主要的飞行平台，并通过利用分辨率较高的数码相机等一些先进的设备来制作传感器，借助3S技术，在整个测绘中对有关数据和信息进行收集、整理和分析，从而对地形进行测绘。与以往地形测绘技术进行对比，无人机航空摄影测量技术在整个应用过程中，不但具备较低的成本、灵活性较强、结构也很简单等优势，同时其测量的精准度也很高、工作效率也比较高，可以在一定的范围内满足我国当代地形测绘工作要求。

        图 1 无人机航空摄影测量技术系统结构示意图
        二无人机航空摄影测量技术应用的主要优势
        2.1 响应能力强
        众所周知，在无人机航空摄影测量技术的实际应用过程中，由于无人机机械设备大多处于低空飞行的良好状态，因此不会受到不良天气状况和大气环境的消极影响，能在极大程度上精确快捷地采集到所需测量数据，并增强对所需测量数据的响应能力。与此同时，无人机航空摄影测量技术可进一步借助当地局域网和计算机系统对所得到的数据信息资料进行实时有效的传输，借此方式快速有效地帮助地形图测绘人员获取航空拍摄相关数据信息和测量数据，进而快速绘制所需地形图。
        2.2 数据获取及时
        通常情况下，无人机航空摄影测量技术和数码相机相匹配，不仅拥有对飞行条件要求较低和对地形条件要求较低等独特优势，更能在极大程度上快速获取详细的地表影像资料。因此，无人机航空摄影测量技术所采集的数据信息准确度和精准度较高、科学性较强，其数据传输运行的速度较快，可进一步借助数字化图像将所采集到的相关数据信息转化为三维可视化摄影图像，方便地形图测绘工作人员利用相关的数据图像资料进行可视化操作，进而为地形图的勘察绘制和实际应用奠定坚实的基础。
        2.3 机动灵活性
        一方面，无人机航空测量技术在其系统内部安装了精度较高的数码相机设备，该设备能够采取倾斜拍摄或垂直拍摄等多样化的拍摄方式。因此，哪怕没有专业的较为平整的起降区域，无人机航空测量技术仍旧可以正常地开展实际拍摄工作，为地形测绘提供科学准确的数据信息。另一方面，和传统的航空测量技术相比，无人机航空测量技术可依照实际拍摄需求事先对无人机设置相应的飞行航线，采用全线自动飞行的模式使无人机设备能够在不良运行状况下保持较高的拍摄精度和准确度。此外，无人机航空测量技术还可根据实际情况一次性地设置多个测量位置，在完成地面测量数据信息的采集和整理后借助计算机网络系统进行实时传输，借此方式大幅度提升地形测绘工作人员的实际工作质量和工作效率。
        三现阶段无人机摄影测量技术存在的不足
        虽然无人机摄影测量技术获得了极大发展，但也有不足存在，特别是当前无人机在飞行过程中，其状态还不是非常平稳。无人机本身机体较轻，当飞行到一定高度时，由于高空风力对无人机飞行造成的不利影响，导致其飞行状态很不稳定，会影响到无人机拍摄影像的清晰度。同时，无人机遥感技术，在传感器控制方面，还有待提升。受相关技术要求的限制，导致传统无人机技术，传感器控制精度不够高，对监测工作造成一定影响，影响监测数据精准性，不利于大比例尺测绘工作。并且无人机摄影测量技术对于通信技术依赖性非常强。为了实现高质量的监测结果，技术人员必须要科学规范地开展监测工作，借助传感器来及时传递信息数据，所以该项技术对通信技术具有极强的依赖性，这样一来便给黑客的破坏带来可乘之机，对无人机正常飞行造成干扰，还增加了飞行安全风险。
        四无人机航空摄影测量技术在地形测绘中的注意事项
        （一）摄影平台的选取
        无人机航空摄影测量是在空中无人的情况下进行监控的，因此对于平台的要求也非常高，这会直接影响到监测数据的质量是否达标，通常情况下，工作人员在进行地形摄影测绘的过程中，会选择动力悬挂滑翔三角翼搭配高清像素相机来作为无人机摄影的工作平台。
        （二）测量区域的规划设计
        一般情况下，在无人机正式对地形进行摄影测量之前，工作人员会进行一项重要的工作就是对当前地形测量区域进行细致而准确的规划和划分，在城市规划的过程中需要考虑到：无人机的工作量，无人机的测量盲区的位置，当前位置有没有可能出现不合理的情况，从而保证无人机拍摄的过程中不会有遗漏的区域。在区域划分时还要考虑到地形区域图形的规则性，比如：矩形、正方形或是圆形，方便工作人员的操作。
        （三）空中三角形测量
        像控测量是无人机航空摄影测量中的一项核心技术，在高空拍摄的过程中，无人机拍摄的高清图片需要与无人机中安装的GPS定位导航系统进行完美的融合才能够将数据准确无误地传送到地面。而空中三角形测量是整个测量工作中一项非常重要的内容，它具体的工作方式是在进行测量之前，工作人员需要对无人机测试的范围以及测试的各个连接点的参数，进行提前设置，这一过程结束之后无人机在空中测量的时候，会根据测量区域的实际情况自动调整测量的方位，以便得到更加准确的数据。在实际应用中，无人机内部会装有设定好的操作系统，在对地形摄影的时候，会根据城市的地形来自动变更。
        （四）立体采编测量
        无人机的测量技术不是一次性就可以完成的。在第一次测量完成之后，工作人员会对传送回来的最新数据进行分析和编码，通过对比分析找到设置的参数与实际情况之间的误差，方便后期做及时的调整。在对城市地形进行拍摄的时候，工作人员要将该城市比较难拍到的位置提前注明。
        （五）航空测量要点
        无人机在测量的过程中要保证数据的准确性，最重要的一点就是对误差的判断以及及时的修正，常见的测量误差通常包括系统误差以及人为误差。系统误差是避免不了的，操作人员也只能通过对设备的精益求精才能做到更加完美，而人为误差则是因操作人员对数据分析的不准确而造成的，这是可以通过对数据的测量以及分析提高无人机的精准度的，以保证拍摄出来的地形图可以更加精准。
        结束语
        综上所述，无人机航测技术在不同领域的应用较广，在我国地形测绘方面也具有广阔的应用前景，不但能够提升测绘工作的基本效率，还能够节省投资成本，获取更为准确的数据信息，从而促进我国地形测绘工作的顺利实施，但在实施过程中需要认真规范地做好相关准备工作，认真完成好每一步操作流程，以确保数据的准确性，进一步提高成果质量。
        参考文献：
        [1]无人机航空测量技术在地形测绘中的应用[J].阿旺仁增，辛堂. 四川有色金属.2019（04）
        [2]无人机测绘数据处理关键技术及应用探究[J].寇海成. 智能城市.2020（01）
        [3]采用无人机航测技术实现高速公路建设用地批后监测的探索[J].俞建康. 浙江国土资源.2019（12）
        [4]无人机航测技术在临汾浮山断裂调查中的应用[J].任瑞国，闫小兵，陈永前. 山西地震.2019（04）
        [5]泛用性模块化测绘无人机[J].陆源斌，梁卓超，应蒙婷，翁雨逍，姚康，张继军. 中国水运（下半月）.2019（12）