余东旭
杭州通泰测绘有限公司 浙江 杭州 311100
摘要：近年来，无人机航测技术的发展，有力的促进了基础测绘工作的发展，能显著提高测绘相关工作质量和效率，尤其在各类比例尺地图测绘中发挥积极作用，提高了测图的自动化程度以1:2000比例尺地形图的测绘为例，介绍了无人机航测技术的应用于地形图的生产过程，并通过工程实践对大比例尺地形图精度进行验证，为测绘从业者提供相关建议和参考，提高生产效率。
关键词：无人机航测；大比例尺地形图测绘；应用
引言
近年来，随着科学技术的不断发展，无人机航测技术具有机动灵活、作业成本低与高效快速等优势，在小区域高分辨影像获取方面有着明显优势，是传统航空摄影测量技术体系的有力补充，在工程测量领域中应用广泛。因此，为加大无人机航测技术的应用推广力度，提高技术应用水平，对无人机航测技术在工程测量中的应用现状进行分析，为从业人员提供技术指导。
1无人机航测技术概述
1.1技术原理
无人机航测技术是将无人机作为飞行平台，在平台中配置高分辨率摄影仪器与激光雷达等装置，基于影像信息采集系统，远程控制机载设备开展测绘影像采集与同步传输作业，从而实时掌握测区情况。同时，影像信息采集系统由地面监控以及飞行控制系统加以组成。在无人机航测期间，地面监控系统负责对所获取影像信息进行整合预处理、质量检测、构建三维立体模型与生成核线影像。而飞行控制系统负责操控无人机按预定航线飞行，将航线重叠度与旁向重叠度分别控制在70%与50%。在特殊情况下，工作人员远程控制无人机躲避障碍物与修改航线。
1.2技术优势
1.2.1机动灵活
与传统航空摄影测量技术相比，无人机航测技术具有快速航测反应能力，无人机往往处于低空飞行状态，飞行质量、机身颠簸度与测量精度并不会受到气候条件的明显影响，且空域申请较为便利。同时，在无人机飞行期间，当出现风向变化时，虽然会对无人机飞行线路造成影响，但依靠飞行控制系统，可以在短时间内对无人机航线进行修正处理，以减小外部环境对测量精度造成的影响。此外，无人机作为一种小型飞行器，对起降场地要求较低，仅需在一段较为平整的路面，即可安全完成无人机起降操作，并将升空准备时间控制在15min以内。而在测区现场地质条件过于复杂时，无法通过自力发射方式起飞时，工作人员还可选择采取弹簧起飞与垂直起飞方式，向无人机提供充足的升力。
1.2.2测量精度高
在无人机航测系统中搭载有数字彩色航摄相机与数码相机等设备，在系统运行期间，可以持续获取超高分辨率的数字影像以及高精度定位数据，并将数据信息生成三维景观模型及三维正射影像图，最终测量的成像质量与精度都明显超过大飞机航拍测量成果。同时，无人机航测技术还可以切实满足不同类型工程测量任务的精度要求。例如，将无人机航测系统切换至低空遥感模式，在低空与超低空环境下完成测量作业，持续采集低空精准数据，满足应急救灾等测量任务的作业需求。同时，将系统切换至高空作业模式，持续获取高空信息数据，以满足资源勘测等类型测量任务的作业需求。
1.2.3检测效率高
在应用传统航空摄影测量技术时，往往面临着数据时效性差的问题，存档数据与编程拍摄获取的影像数据时效性较差，无法在限定时间完成测量任务，且测量结果与测区实际情况不符。无人机航测技术的应用，可以同步传输所获取的影像信息，并开展数据处理操作，从而向用户实时提供所需成果。从检测效率来看，无人机航测系统每天可完成数十至上百平方公里区域的测量作业，实际测量效率远超过人工测绘。
2无人机航测在大比例尺地形图测绘中的有效应用
2.1?绘制地图
在图绘测量工作中，绘制地图是最后一个环节。将数据计算出来以后得到DOM数据，然后再利用ArcGIS软件输入这些数据，在ArcGIS软件中将树林、桥梁等事物进行分层模型建设。与此同时，把该软件数据所得出的地貌特征、摄影测量矢量化后的特征进行比较，得出最准确的图形。在获取测区地貌高程数据时，要将DSM软件得到的高程数据和实际测量的数据两个一起输入ArcGIS软件中，经过测算，才能生成CAD图像，图像最终输出的格式是DWG格式，最终完成测绘的工作。
2.2?空中三角测量
在测量三角形时，因为该测量工作需要选取连接点、转测加密点等，所以采用传统的作业方法，除了需要大量的辅助操作，还需要花上大量的工作时间，工作量提升幅度并不明显。随着无人机航测技术的不断发展，空中三角测量技术的不足得到了更好的改善。在测量自动空中三角时，有效简化了作业过程，很多内容在计算机上操作就可以完成。目前，空中三角测量工作越来越智能化，在做好同名点和连接点的选取工作的同时，还能剔除一些粗差。简而言之，通过计算机操控，系统可以将超限的点位自动剔除，做到既迅速又准确。工作人员在选择保留的加密点时，根据实际测区需求进行选择，它将有效地实现立体影像的对接，从而进一步提升加密点质量，最终全面发挥空三加密环节作用。新型空三加密优势：具有非常高的自身自动化程度，且作业速度快，可以降低内部的工作量。它不但在不同复杂地形的适应能力方面有提升，也有较高的加密精度。
2.3?影像数据的采集与整理
影像数据采集在测绘工作中也是一项很重要的环节，要做好这项工作就要做好起飞前的准备工作。起飞前的准备工作主要包括四个环节：（1）为了确保每台无人机安装指南管理系统的操作精确性，检查每台无人机的SD卡的设备安装运行情况，确定相关数据具有保存管理功能；（2）要严格控制影像的重叠度，尽量控制在84%以下；（3）使用Altizure软件，确定无人飞机的测绘范围和相应航线，如果所测量区域是长方形，则可以根据长度把测量区域划分为不同的地域，并根据航线和高度设置不同区域；（4）为有效保证无线广播信号实时收放的正常，应及时检查播放无人机接收信号的无线接收控制功能，检查接收无人机无线信号。
2.4?地面端的控制系统和装置
地面控制基站、空中摄影采集系统等设备是无人机进行航空绘制的主要系统，在建造该系统时，要将地面控制软件、数传模块和与其配套的电脑硬件等设备连接在一起。从实际应用中看，地面控制系统能够向无人机发布指令和执行作业，并能够精确定位和反馈无人机具体的位置。在无人机的具体飞行过程中，工作人员也可以使用地面控制系统计算相关的飞行数据和位置信息，这种系统能够起到实时调整作用。经过多年的发展，无人机控制系统逐步具有了稳定和成熟的操作系统，在飞行中具有很强的安全性，通过对数据的分析与比对，无人机拍摄的稳定性和可靠度都有了很大的提高。
结语
在现代工程项目中，为全面提高工程测量精度及作业效率，突破传统技术的应用局限，企业必须提高对无人机航测技术的重视程度及应用力度，深入了解技术原理与优势特点，结合工程情况针对性制定无人机航测技术方案，保证航测过程科学合理。
参考文献
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