探析无人机航空测绘技术在地形测绘中的应用

探析无人机航空测绘技术在地形测绘中的应用

钟晓瑶1吴雪莲2

广东中冶地理信息股份有限公司

摘要：随着我国社会经济的快速发展，工程建设前的地形测绘工作越来越重要，但是，恶劣的气候及地形环境，给测绘工作带来了一定的困难。地形测绘工作不但要求具有高精度，还要求更高的测绘效率，以满足不同的气候、地形环境下的作业。无人机航空测绘技术作为新兴技术，在地形测绘工作中被大力推广和使用，并不断被完善，尤其在高海拔地区，无人机航空测绘技术可以高效精确地从不同角度采集地形图像，获取测绘工作所需的信息数据。但无人机航空测绘技术在地形测绘中的应用还存在一些问题，因此，分析无人机航空测绘技术的特点，解决其在地形测绘中遇到的难题，对工程建设具有很重要的意义。

关键词：无人机；航空测绘技术；地形测绘

引言

地形测绘是对测量区域的地形、地物等的相对位置在水平面上的投影和高程进行测量，并按一定的标记和符号，以特定的比例绘制成地形图的过程，其成果广泛应用于工程建设、地质勘探、矿山开采、城市规划、用地分析及军事等多个领域。地形测绘发展初期，主要使用测绘仪等进行人工定位测量并绘制图件，随着遥感技术、全球定位系统技术及计算机技术的不断发展，地形测绘工作开始利用卫星及机载测绘系统开展，自此无人机航测技术应运而生并发展壮大，逐渐成为现阶段最常见地形测绘技术。利用无人机航测技术，能快速、精准、高效地获取测量区域的地理信息数据，极大地提高了地形测绘的工作质量和效率。

1无人机遥感测绘技术的概念分析

所谓的无人机遥感测绘技术本质上就是利用无线电设备来对空中飞行设备进行遥控来实现勘测的一类技术。如下图1所示，在测绘工程项目之中，应用该技术可以及时捕捉被勘测区域的信息，进而实现工程测绘预期目标。和传统的测绘技术对比，该技术实现了飞行器设备、传感器设备以及数据处理系统的有效融合。就传统的地面信息测绘技术进行分析可知，如果想要获取到相应的勘测信息，往往需要增加大量的技术投入成本，同时传统的勘测技术也非常容易受到其他因素的干扰和影响。举例来说，在天气环境相对恶劣的条件下，会直接影响测绘工作的质量和效果，严重的还会直接影响测绘项目数据的精确度，对测绘工作的开展具有非常不利的影响。而应用无人机遥感测绘技术，一方面可以显著提升测绘工作的质量和速度，另一方面，无人机遥感测绘技术也可以应用在环境比较恶劣的区域中，且整体的测绘质量也不受影响。鉴于此，应用无人机遥感测绘技术可以有效提升测绘工作的质量，且不会过多增加投入成本，同时也可以确保测绘工作的质量和效果。

2优势

无人机航空测绘技术的优势包括：①测绘效率高。运用无人机航空测绘技术可以明显提升地形测绘的效率，有效处理地形测绘中遇到的相关问题，进而提升测绘水平。②兼容性良好。在地形测绘工作中，单一的遥感技术无法确保测绘数据的准确性，而无人机航空测绘技术能够实现对多种技术的有效协同，确保相关测绘工作的高效、高质完成。③监测范围大。通过无人机航空测绘技术，可以实施小规模测绘，显著提升测绘效果。同时，在现代科学技术迅速发展的背景下，无人机航空测绘技术水平也得到了显著提升，监测范围不断扩大。在测绘工程中能够针对不同范围开展精准测绘，还能实现三维立体测绘，从而显著提升测绘数据的直观性。

3无人机摄影测量技术的优势特点

3.1测量辨识性较强

无人机测量技术在地形测绘测量工程中发挥着关键作用，为提高地形测绘测量水平奠定了坚实基础，其最显著的优势就是测量辨识性较强。首先，通过优化无人机遥感系统，完善远程遥感装置，保证无人机测量技术的安全可靠性。其次，完善摄影功能，避免出现低空飞行障碍物遮挡问题，提高地形测量辨识度，促进地形测绘测量工作有条不紊地开展。

3.2灵活性高

无人机航空测绘技术与早期的航拍测绘技术相比，具有较高的灵活性。首先，无人机体积较小、重量较轻，易于操控，而且飞行速度也不慢；其次，无人机对飞行条件的要求较低，不需要专门的跑道、塔台等设施，可以在任何地形直接起飞执行任务；最后，无人机可在任何恶劣环境下进行测绘工作，无人机在执行作业时，地形地貌和自然环境对无人机的影响较小，即使在雨雪、雾霾等恶劣天气中，无人机也能高效精准地执行测绘任务。

3.3测量成本较低

飞行平台的主要作用是保障无人机正常起飞和安全着陆，无人机所需的飞行平台的建设成本远远低于常规直升机，而且无人机的摄影测量的时效性与精确性远高于普通飞行摄影技术。与此同时，无人机是由有机高分子复合材料组成的，自体质量较轻，使用年限较长，维护保养成本较低。尤为关键的是，无人机配件的适配性、兼容性与实用性较强，可以节省大量的测绘测量成本。

3.4信息处理速度快

利用无人机航空测绘技术采集所需要的测绘影像数据后，会及时将数据传输到信息处理系统，然后信息处理系统会对数据进行计算分析，极大地加快了信息处理速度，提升整体测绘的工作效率。与卫星信息处理相比，无人机航空测绘技术可以实现超低空飞行作业，获取高分辨率影像资料和高度差、水平差等精确数据，为工作人员提供精确的数据，有效保障测绘工作的质量。

4无人机遥感技术在测绘工程测量中的相关应用

4.1能获取测绘工作所需要的相关影像资料

在建设工程项目地形测绘之中应用无人机遥感技术，其核心前提在于创建高质量和高效率的飞行平台。和传统的信息采集和图像勘测技术对比，考虑到无人机设备的实际旋转偏角较高，导致其图像的整体成像范围较低，鉴于此，在实际的测绘工作中，相关的测绘技术人员可以通过应用空中三角技术来进行测绘，通过应用该技术，可以显著提升无人机的测绘质量和测绘效果。同时，如果需要获取被勘测区域的图像信息数据，要将各类技术进行有机结合。如可以通过应用爆光照延迟补偿技术、转向缓冲技术来获取数据。此外，地面测绘人员还要根据测绘时间和图像数据要求来科学有效地调整无人机的飞行姿态，以此来确保图像的分辨率和精确度效果不受干扰。

4.2内业数字化测图绘制

内业数字化测图绘制主要是借助空三加密技术，根据像片控制点完成像片绘制，像片控制点的获取由外业测量工作获取。在内业数字化测图绘制中，空三加密技术可保证测量标高、坐标等参数数据的准确性，结合这些数据完善被测区域地形地貌特征，编制完整清晰的测绘地图。内业数字化测图即内业测图与外业调绘的结合，以外业完成对照补调及其补测，在测绘地物地貌的过程中，应当接边，在测量完成后方可取下描图。

4.3空中三角测量的应用

空中三角测量也称为摄影测量加密、空三加密，其原理是利用已知的像控点坐标，利用摄影测量解析法求解所有影响的外方位元素，要求每个模型的已知点不小于4个。目前大量使用的全自动处理的GodWork空三软件，利用获取的影像自动匹配航向和旁向的像点，并对影像根据外业控制点进行数据处理校准，求得像片的外方位元素，再利用双像或对像空间前方交会法，获取全部加密点的地面坐标数据。在无人机航测作用时，获取的是多个独立的影像，其之间靠连接点来实现，因此除了无人机航测设备的精度、坐标量测系统、现场作业人员的水平之外，影像间连接点的测量精度也在一定程度上决定了地形测绘成果的质量。

4.4采集、整理影像数据

在地形测绘工程中，采集以及整理影像数据是其中的重要内容，需要提前做好准备。首先，要确保无人机指南系统具备一定的精度，重视对无人机SD卡的安装和检查，整理与保存相关数据，确保其功能正常；其次，要保证无线信号可以收放自如，需要检查无人机的接收信号功能；最后，通过Altizure软件对无人机航线或测绘区域位置进行设定。

结束语

随着科学技术水平的快速发展，地形测绘行业在无人机航测领域取得了重大进步，其相对于传统测绘技术，具作业成本低、工作效率高、测量精度高等诸多特点，极大地提高了测绘工作的质量和效率，是一种可大力推广应用的新型测绘技术，为测绘行业的健康可持续发展注入了新的活力。

参考文献

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