查文富
佛山市顺德区建兴测绘有限公司，广东佛山 528000
摘要：无人机航空摄影测量技术具有响应速度快、勘测成本低、外业工作量小、成图精度高等优势，在中小区域地形测量中发挥着越来越重要的作用。本文通过对无人机航空摄影测量技术的特点以及作业流程的介绍，并结合某地形测量项目的应用实践，详细叙述了应用无人机进行航测制图的整个生产流程，同时对成图精度进行了分析，希望给广大同行提供借鉴。
关键词：无人机；航空摄影测量；像片控制；空中三角测量
1引言
当前我国经济持续发展，各级城市都在加快推进城镇化建设的步伐，由此对地形图的需求不断增加，同时对成图的时效性也提出了更高的要求。常规的地形图测制一般通过大量人工进行全野外生产的方法，该种作业方式效率非常低下，而且使用成本较高、劳动强度大，目前其已不能适应社会发展的需求。随着无人机的发展成熟，基于无人机的航空摄影测量技术应时而出现，与载人的大飞机航空摄影测量技术进行比较，其具有操作便捷、灵活机动、携带和申请空域方便、成本低、可靠性和安全性都较高等众多优势，目前其已在地形测量中得到广泛应用。
2 无人机航空摄影测量技术概述
2.1无人机航空摄影测量的原理
无人机航空摄影测量系统以获取高分辨率空间数据为应用目标，通过3S技术在系统中的集成应用，达到实时地观测能力和空间数据快速处理能力。无人机作为遥感平台，在进行航空立体成像时，飞机携带数码相机沿飞行线（或条带）获取垂直航空像片，在相隔一定距离的不同位置拍摄同一目标，存在视差可以构成立体像对，并可进一步获得立体模型，然后可以通过内业数字测图软件制作高精度的各种地形图。航拍可以采集0.05m、0.1m、0.2m等各种分辨率的正射影像图（DOM）,经过后期的数字内业处理及数字测图后，制作符合国家标准的1:1000、1:2000、1:5000等各种比例尺的地形图，无人机航测系统构成如图1所示。
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图1：无人机航测系统构成
2.2无人机航空摄影测量的特点
低空无人机遥感系统，作为普通航空摄影与卫星遥感不可缺少的补充，它的主要优点是：无人机可以超低空飞行，弥补了卫星光学遥感和普通航空摄影经常受云层遮挡获取不到清晰影像的缺陷；使用成本低，无人机体形小, 耗费低, 系统的保养和维修简便, 同时不用租赁起飞和停放场地，因而灵活机动，适应性强。
2.3无人机航空摄影测量作业流程
无人机航空摄影测量作业流程如图2所示：
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图2 无人机航空摄影测量作业流程图
3应用实例
3.1测区概况
某测区四面环山，中央为地势较缓的丘陵和盆地，测区东西长约4000米，南北宽约3300米，海拔高度为250.8米～388.7米，测区总面积约13平方千米，适合进行无人机航空摄影测量作业。
3.2 无人机介绍
本项目采用华测P520V测绘无人机（参数见表1），携带的航摄仪是Canon 5D Mark I数码相机。为确保航线弯曲度和航拍质量，本次飞行时间基本上选择在风速较小、风向稳定的中午时段进行，航测范围纵向每侧覆盖成图区域以外一个航带25%的宽度，航测分辨率为0.1m。
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3.3航飞实施情况
为便于像控点的布设以及摄影测量精度的统计和评估，实际航测区域以甲方指定区域为中心向周边延伸了一定范围，从而满足了布设较多、质地坚固和形状显著的地面像控点的要求。本次航飞任务于2017年11月17日中午时分实施，航高为300米，影像地面分辨率为9.7cm/pixel。航飞拍摄了45条航线，共计640张航片,所摄影像无云影遮挡，色彩均匀清晰，色调正常，反差适中，满足设计要求。
3.4像片控制测量
控制点于2020年3月15日至17日使用甲方授予的RTK和免棱镜全站仪相结合的方法进行外业实测，取四次测量的平均值，此次共计布设了87个像控点，其中控制点63个，检查点24个。
3.5全数字空中三角测量
利用Postflight Terra 3D软件进行空中三角测量，空三构成的区域网整体框架精度为：控制点X坐标的中误差为5.0cm，控制点Y坐标的中误差为5.6cm，控制点Z坐标的中误差为9.2cm。检查点X坐标的中误差为7.0cm，检查点Y坐标的中误差为10.0cm，检查点Z坐标的中误差为7.0cm。综合精度平面位置中误差为9.3cm，高程中误差为8.6cm。
3.6数据采集
利用Postflight Terra 3D软件获得的空中三角测量成果，使用软件DATMatrix2.0进行立体测量，生成了符号化1:1000的线划地形图，利用Postflight Terra 3D软件进行正射影像制作。
3.7成果质量检查验收
本次无人机航空摄影测量经过项目规划、航飞、布设控制点、内业空中三角测量、数据采集、成果资料整理及生成项目质量报告等步骤，取得圆满成功。试验成果的精度达到平面位置中误差为9.3cm，高程中误差为8.6cm，成果精度达到1:2000国家航空摄影测量规范的要求。
4结语
实践证明，无人机航空摄影测量在精度上已完全达到1:2000地形测图的要求。无人机航测技术在中小区域地形测量中的充分应用，必将会大大减少外业工作量，提高工作效率和降低劳动强度。因此，无人机航空摄影测量将会得到更广泛的应用，具有良好的市场前景和广阔的应用空间。
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