无人机大范围测量在地形图测绘中的应用

陈林波

【摘 要】无人机的摄影测量具有现代化、智能化、获取信息速度快、摄像机像素分辨率高等优势,被广泛应用于大范围、大比例尺的地形图测绘测量工作中.通过对无人机操作系统及其工作技术流程,对无人机在大范围、大面积的地形图测绘工作中的特点和图形获取的精度检验分析研究工作中,对无人机摄影测量工作的可行性进行研究.

【期刊名称】《黑龙江科学》 【年(卷),期】2018(009)010 【总页数】2页(P160-161)

【关键词】无人机;地形图测绘;摄影测量 【作 者】陈林波

【作者单位】慈溪市土地勘测规划设计院有限公司,浙江慈溪315300 【正文语种】中 文 【中图分类】P217;P231

1 无人机航拍系统介绍

无人机操作系统是通过无线电遥控控制器或机载计算机远程控制系统对不载人飞行器进行控制。无人机航拍摄影就是以无人机操作系统为平台媒介，通过以高分辨率的数字遥感设备作为信息的获取载体，通过低空高分辨率的摄像机进行遥感数据的

获取，后期计算机对所获取的图像进行处理，并按照一定的精度对图像进行加工制作。无人机具有飞行速度快、对地表物体实时观测能力强，无人机操作系统能够对获取的信息进行快速捕获并拥有超强的检测能力，被广泛应用于地形图测绘与制作更新、土地利用情况的动态检测、地质环境与自然灾害的情况勘察以及林业资源、草场资源的情况监测等领域。

当前，数字化时代建设进程速度明显加快，通过建立定期更新的地理信息数据库，对地形地貌的动态监测情况变化进行实时关注，都离不开无人机航拍系统的运用。无人机的操作系统在设计之初通过对组合形式的优化设计，集遥测技术、高空航拍、远程遥控和计算机影像信息处理等多种新型技术融为一体。目前，我国对于无人机航拍系统硬件技术的掌握还不够成熟，相关的软件信息技术也不够完善。目前无人机航拍测图的最大精度只能达到1∶2 000的比例，无人机的航拍绘制比例还没有突破1∶1 000，且1∶1 000的比例仍处于试验研究阶段，无人机现在所能获得的信息精准度也都是那些地面起伏不大的平原地貌环境，地貌起伏较大的偏远地域，想要获得更高的精准度，还需要一流的信息获取拍摄技术才能完成。 2 无人机航拍系统的操作线路流程 2.1 准备拍摄阶段

无人机航拍器的准备拍摄阶段包括对无人机的选型、资料收集及现场勘测和航拍线路设计等环节流程。无人机航拍器的现场勘测工作是通过组织一些经验丰富的专业技术人员和航拍专业人员进行现场勘察，检查四角坐标是否在规定的数据范围内，基准面的实际情况和航拍飞行器的航拍难度及对起飞、降落点的选定。 2.2 外部作业拍摄调查阶段

外部作业拍摄调查阶段的基本工作是对无人机进行的实施飞行、飞行质量检查进行布控设防方案的制定，用来展开无人机航拍器的外部影响拍摄控制点测量工作及外部的调绘工作。无人机在进行外部拍摄作业调查时，由于受天气原因的影响，可能

会导致局部影像信息的旋转角度过大，需要在航拍飞行结束后检查无人机的飞行质量，确保无人机航拍数据的处理效果和处理质量。目前，无人机航拍系统通过利用GPS技术对影响控制点进行测量，其测量方式主要是静态测量、快速静态测量和GPS RTK测量技术。

影响控制点的选择必须要遵循以下几点原则：保证航拍监测点的实地检测目标与航拍摄像的影像，通常会选取各种标志牌、田地边角等明显的地标性建筑或静态物体作为参照物；由于无人机航拍系统的相片控制点在相片控制点的旁边与重叠中线附近处，离开相片方位线的距离不能大于5 cm；当旁边的重叠区域过大时，离开相片方位线的距离不得小于3.5 cm，否则就必须重新布点。 2.3 内部信息加工处理阶段

无人机航拍器的内部信息加工处理工作就是对所获取的影像资料的形变进行修正，对影像的同点进行匹配，对DEM和DOM进行加工制作并检查所获取资源信息的质量。无人机航拍影像处理工作的具体流程为：根据GPS数据控制系统建立航内和航拍摄像之间的拓展关系，根据所建立的拓展管理与POS数据信息进行全自动化的提取连接，再通过大量的平差点进行粗差点的剔除，利用影响控制点进行空中三角计算并获取到图像信息的精准外方位元素信息，通过控制点的数据生成DEM数据，利用DEM数据信息生成DOM数据。 2.4 无人机航拍系统的信息调绘基本操作内容

无人机航拍系统的基本工作内容是对所采集到的信息要素定性并纠正错误信息，通过实地调绘、对相关信息进行隐蔽处理等，再对其进行重点地物的精度核准并检测平面精度和高程精度。 3 无人机航拍系统的测量特点

无人机航拍飞行系统因其自身平台的特点，使航拍系统与传统摄像之间存在很大区别。与传统摄像比较，无人机的航拍系统主要特点在于：搭载是否为非测量数码相

机，无人机的拍摄平台的飞行姿势不够稳定，拍摄的画面幅度小且重叠在一起，具有一定的不准确性。根据对无人机航拍器的实际操作经验研究，影像的重叠率在60%～80%，不能低于53%；拍摄的旁向重叠度要设置在15%～60%，数值设置不能低于8%。

4 测绘工作应用的精度因素分析及改进研究 4.1 无人机航拍器的精度因素分析

采用GPS快速静态方式获取外部作业检查拍摄的坐标数据。通过对航拍器的控制点误差进行分析研究，分析无人机的地形图测绘精度，已基本能满足地形图基础数据的精度分析要求。目前国内的测绘领域无人机航拍器系统仍存在诸多问题，无人机在飞行中的姿态不稳定，飞行时只能负载小型的数码摄像机，拍照幅度较小，操作处理工作量大，遥感定位系统的抗电磁干扰能力差，极易发生无人机失踪或坠地情况。影响无人机航拍器最主要的问题是精度问题。由于无人机在飞行过程中的飞行姿态不稳定，相片的倾斜角度会引发航拍影像发生变形，导致所获取的影像资料的精度不高，影响整体航拍测绘的效果和质量。 4.2 无人机航拍器的改进分析

无人机航拍系统作为现代化先进的航空拍摄手段和拍摄方式能够有效填补地理信息的空白，无人机航拍系统具有灵活度大、运行快速、拍摄信息精细准确、无人机作业投入成本低等特点，无人机在满足应急服务的前提保障下，正不断扩大其应用范围，拍摄范围在不断扩大。在保证灵活机动的前提下，要适当提高无人机航拍器的任务载荷，提高无人机航拍系统的高空姿态控制能力和对无人机飞行拍摄的参数记录能力，改善无人机的抗风能力，提升拍摄的稳定性，加强无人机自主起降的精准度和安全性。 5 结语

随着国家经济的快速发展，土地的使用情况备受国家和社会各界的关注，面对当下

对大范围、大比例尺的地形地貌进行拍摄的工作需求，无人机航拍系统以其独特的优势特点，以及获取信息速度快、成本低、拍摄的图像清晰度高、分辨率高、图像信息更精准等特点显示出了其优势。无人机的发展前景十分客观，且能够产生一定的经济效益。我国对于无人机航拍系统的使用仍处于初级阶段，无人机航拍系统仍存在一些需要解决的问题，如无人机的抗风能力、无人机面对恶劣天气的应对能力、无人机的航拍时间短等问题，需要在使用过程中对无人机进行功能缺陷的改进研究，才能让无人机发挥更大的作用，创造更多的价值。 参考文献：

[1] 陈涛.测绘新技术在地质测绘工程中的运用研究[J].低碳世界，2014，(01)：112-113.

[2] 杨伯钢.无人机技术在和田大面积地形图测绘中的应用[J].测绘通报，2012，(08)：21-23.

[3] 胡晓曦.无人机低空数码航测与高分辨率卫星遥感测图精度试验分析[J].测绘工程，2010，(19)：67-70.

[4] 何敬.无人机影像的质量评定及几何处理研究[J].测绘通报，2010，(04)：22-35.