摘要：在基础地理信息采集中，航空数字摄影测量是最有效的手段之一。随着科学技术的发展以及微处理机的应用，政府部门对于测绘资料的需求也在不断提高。无人机航空摄影测量技术作为一种新兴的测量技术，成为地形测绘的重要手段。文章重点就无人机航空摄影测量技术在地形测绘中的应用进行研究分析，旨在为业内人士提供一些建议和帮助。
关键字：无人机；航空摄影；测量技术；地形测绘；应用
引言
随着我国经济的快速发展，急需相应的测绘技术手段为其保障服务。在测绘小面积、大比例尺数字化地形图时，传统的测量方法是通过全站仪和GPS相结合的全野外数字作业方法，此种方式外业工作量大、工期长，已不能满足测绘工作日益追求效率的要求。随着无人机技术的不断发展，无人机携带航空摄影测量系统在大比例尺地形图测绘中的应用越来越广泛，其具有机动灵活、操作简便、快速响应、成图精度高、产品丰富等优点，由于搭载了最新的摄影测量系统，可以将影像的分辨率控制在0.05～0.2m之间，进而可以满足1∶1000大比例尺地形图测量规范的要求。
1无人机航空摄影测量技术在地形测绘中应用的可行性
1.1安全可靠性
传统的利用航拍进行摄像测量过程中，飞机驾驶员和地质科研人员都需要在飞机上进行仪器操作，空中发生事故的情况时有发生，会造成地质科研人员不必要的伤亡。近年来，随着利用遥感系统进行无人机驾驶飞行的多项研究，使用无人机已经能够很好的在空中通过遥感进行控制，并结合计算机技术和图像摄影技术的发展，利用无人机进行地形测量活动能够很好的进行。无人机不需要地质科研人员与驾驶员在飞机上工作，使得地形绘制工作更为安全可靠。
1.2机动的灵活性
无人机与普通航拍飞机相比，体型更小、升空时间更短，不需要专用的升降气跑场地就可以升空正常运行，在机动性和灵活性更好，再加上较低的运营成本以及遥感操作系统的不断发展，其操作和运营成本更低，利用率也随着技术的研发得到了较高的提升。一般情况下，可以为无人机事先制定好一定的飞行线路，无人机可以按照既定的线路自动飞行，飞行过程中由于事先制定好了路线，所以稳定性非常好，能够进行高强度的航拍作业，对提高航拍精度也有不错的促进作用。在飞行用油上，由于无人机不需要载人，所以相同的耗油量，无人机比普通航拍飞机飞行更远距离，飞行更久时间，从另一个角度降低了空中航拍的耗油量。一般情况下，一架普通航拍飞机的载油量在5kg左右，能够保证飞机在1600m海拔高度飞行16h左右，然而无人机可以将飞行高度控制在500～1000m左右，飞行的时间将比普通航拍飞机更持久，而且在高度控制上，无人机能够实现精度为十米的控制，所以无人机可以一次设定一百多个地形测量的航点，并进行不间断的航拍与地形测量。另外，由于无人机与地面机进行了实时的网络连接，所以能够瞬时将采集到的数据发回地面处理，而普通航拍飞机需要降落后读取数据进行处理，无人机能够提高数据处理的灵活性。
1.3数据处理费用较低
无人机的控制系统较为简单，且由于不需要载人，安全系数可以稍微降低，所以在制造无人机过程中，造价与是普通航拍巡逻直升机的五倍左右。另外，无人机驾驶员只需要在地面进行遥感系统的操作，其上岗执照也很容易获得，缩短了“驾驶员”的上岗时间。无人机的机身材料一般采用高强度的轻质量碳纤维复合材料，在外壳保养上的也较之普通航拍巡逻直升机更为简单、便捷。由于无人机的技术较新，在搭载影像处理设备上的兼容性也更好，数据处理的硬件配置也比普通巡逻直升机要求更低，使得数据处理费用更低。
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1.4运用高分辨率多角度的影像进行测量
无人机内自动搭载了高精度数码成像设备，可以对倾斜、垂直和水平等各个方向进行摄影成像。另外，无人机在低空飞行过程中，也可以对建筑物进行多个角度和尺度进行拍摄，得到建筑物表面更为精确的高分辨率纹理图像。传统的单一角度拍摄很难解决建筑物遮挡部分的拍摄，而无人机的多角度拍摄可以很好的解决建筑物遮挡问题，在遥感和卫星技术方面也是不可比拟的。
2无人机航空摄影测量技术在地形测绘中的具体应用
2.1空中三角测量分析
在对无人机摄影测量工作流程加以明确之后，便需要做好空中三角测量方面的工作。在空三计算过程中，采取的系统、软件包括如下：其一，为Pixel Grid高分辨率遥感影像一体化测图系统；其二，PAT-B光束法平差软件，在系统软件应用过程中，需做好的相应的工作包括以下几个方面：
第一，做好数据的准备工作。将原始数据的格式设置为jpg格式，明确相机检校文件，包括相机的焦距、相机像主点坐标以及像元大小等等。此外，还有必要明确航拍POS数据、控制点坐标文件以及航线结合表等；第二，畸变差校正。对于无人机航拍来说，所采取的相机是非测量相机，畸变差较大，同时其相片存在边缘畸变，利用畸变对程序加以纠正。在影像校正方面，采取的是VzLowCor，以此得到没有主点偏移及畸变的航拍影像；第三，构建测区高程文件。引入畸变差校正的影像，同时结合有关参数，完成自动内定向，进一步确定航带初始偏移量。通过自动相对定向，将剩余的粗差大的像点剔除，针对连接点进行互交及互编辑；第四，获取成果。在自动相对定向过程中，需注意一些基本事项，即确保相对定向点基于像片上的数量＞900个，同时确保分布的合理性。在区域网平差解算过程中，所采取的软件为PAT-B光束法平差软件，并将测区合并接边，进一步利用空三加密成果将Virtuo Zo测图工程文件输出，同时保证可以使立体模型得到有效恢复，进一步做好加密区文件的归档及储存工作。
2.2数字线划图工作分析
在数字线划图工作中，需用到VirtuoZo全数字摄影测量工作站，基于Atuo CAD2006的CASS大比例尺版图形编辑软件环境下进行相关数据的编辑工作，在线划地形图数据提交过程中，需确保其格式为DWG格式，并且在数字线划图工作期间，需充分注意以下几点：第一，基于测图之前，需构建与之对应的数字地面模型，即定向。由于在此项工作过程中，是采取人工及自动交互操作的方式，会存在一定程度的误差，所以作业工作人员有必要在操作过程中提高警惕性，根据操作流程认真操作，使误差控制在允许值范围内；第二，确保定位的精准性，每一个要素均需要给予正确的颜色、线型以及代码等；第三，加强测图工作人员的培训，使地物以及地貌人工采集的误差得到有效控制。此外，因受到立体模型影响而被遮挡的要素，需通过外业完成相应的补测工作。
结束语
综上所述，无人机航空摄影测量技术通过无人机进行多个角度的航空拍摄结果，可以完成大比例尺的地形测绘工作。结合空中三角测量技术，无人机航空摄影测量技术不但能够快速、精准的完成地形测绘工作，而且与传统的航拍巡逻直升机相比，数据处理成本更低，灵活性好、安全性高，有效的降低了测绘的成本。但是值得注意的地方是，无人机航空摄影测量技术也不是万能的，不可能运用到所有的大比例尺的地形测绘中去。
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论文作者:张鑫鑫
论文发表刊物:《建筑模拟》2018年第4期
论文发表时间:2018/6/8
标签：无人机论文; 测量论文; 地形论文; 航空论文; 航拍论文; 技术论文; 过程中论文; 《建筑模拟》2018年第4期论文;