摘要：当前，智慧城市建设正如火如荼地开展，大比例尺地形图作为智慧城市基础地理信息建设中非常重要的基础数据，越来越受到重视。如何高效获取大比例尺地形数据并快速成图成为了测绘地理信息行业研究的重要领域。随着小型无人机测量技术的发展，其运用的领域越来越广泛，基于相应技术的地形图测绘方法也逐渐应用到了各技术生产单位。鉴于此，本文对小型无人机在大比例尺地形图测绘中的应用提出了一些建议，仅供参考。
关键词：小型无人机；大比例尺地形图测绘；应用
引言
通过小型无人机建立的数据采集方案进行了实际作业，最终利用较小的人工量和较短的时间完成了相应的大比例尺地形图成图工作，经质检部门检查合格。该项目结果表明，利用小型无人机测量技术进行大比例尺地形图测绘相比传统测绘有一定优势，可有效提高工作效率，是一种科学可行的测量方法。
1、小型无人机的结构特点
小型无人机在机构组织上较为简单，通常小型无人机系统是一个集成有飞行器平台、飞行控制与导航、信息传输与处理、任务载荷，以及地面运输与保障等系统的高度综合系统。同时，由于无人机体型较小，无需人工驾驶，因此更适应各种复杂、恶劣的环境。此外，因为小型无人机的操作流程也较为容易上手，维护成本也较为低廉，所以使用无人机进行航测作业具有经济实用的优势。此外，小型无人机较有人飞机的飞行高度较低，更是适合大比例尺地形图的绘测任务，而且小型无人机的后续数据处理也比较便捷，便于绘测工作后期的数据整理和图像处理工作。
2、小型无人机的影响因素
经过多次测量对比分析可知，小型无人机在进行航拍测量时，会受到很多因素的影响，例如飞行的高度，高空中的气流，航线的设定，照片重叠度，天气以及高空的温度等等，都会对无人机的航拍测量造成影响，因此，在使用小型无人机进行航拍测量时，除了要仔细检查无人机自身的系统和测量软件，还要充分考虑到测量环境、天气对无人机的影响。
3、小型无人机在大比例尺地形图测绘中的应用
3.1布测控制点
在大比例尺地形图绘测中，对小型无人机布测控制点是一项重要的工作内容。小型无人机虽然较有人飞机具有一定的优势，但是由于高度、气流及信号等因素，它同时也具有不稳定的劣势，尤其是用于记录的POS信号系统，在一定程度上局限了小型无人机在大比例尺地形图中的绘测工作。对此，有必要对小型无人机进行布测控制点，在布测控制点时要结合实际的路况和绘测对象的难易程度，合理安排控制点的数量和地点，确保GPS网络的正常运行，保障RTK测量工作的同时还要注意控制点与点之间的精密度，保证所得数据的精确程度。
3.2绘制地图
通过对小型无人机采集数据的计算得出DOM数据，将这些数据利用ArcGIS软件进行输入后，在软件里建立起对桥梁、树林等具体事物的分层模型建设。并根据ArcGIS软件计算数据所得的地貌特征与摄影测量矢量化后的特征进行比对，得到最终的纠正图。同时为了得到绘测地区地貌的高程数据，需要将实际。
3.3建模处理
POS数据使用Applanix公司POSPacMMS7.1软件进行处理。该软件的检校与质量控制模块利用POS设备本身所获取的6个外方位元素作为辅助值，利用自动或半自动的量测所得到的像点坐标进行整体平差，并通过检校场粗差探测与区域网平差对安装误差进行最优估计，将视准轴误差和坐标平移量解算出来。进行空三测量时，区域网平差计算结束后，连接点相对于野外控制点的平面位置中误差和高程中误差均不大于0.05米。区域网平差计算结束后，基本定向点残差值为连接点中误差的0.75倍，区域网间公共点较差限值为连接点中误差的2.0倍。
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3.4数字航空摄影测量
机载IMU/GPS系统应满足如下要求：机载GPS接收机为高精度动态测量型双频双P码GPS接收机，最小采样间隔1s。IMU测角中误差精度要求侧滚角和俯仰角不得大于0.01度，航偏角不得大于0.02度,记录频率要高于50Hz。机载GPS接收机必须具有高动态、高精度双频数据接收能力，并有精确定义和稳定的相位中心，保证能在高飞行高度、高速度情况下正常工作。
3.5 1∶500地形图测制
基于小型无人机倾斜摄影测量技术的大比例尺地形图的测绘主要可以分为地形要素提取、图形编辑与处理、外业调绘与补测、1∶500地形图输出4个环节，其中地形要素的提取采用北京清华山维公司研发的EPS2016地理信息工作站进行数字化测图。首先在EPS软件平台下将三维实景模型OSGB数据转换成EPS软件识别的三维倾斜模型DSM数据，然后加载到EPS软件中，并在带有真实地理坐标信息的三维实景模型上进行数字化测图，按照1∶500地形图要求提取道路、房屋、管线、河流、地貌等地形要素。在EPS软件中完成测区全部要素提取后，通过数据转换功能将EPS数据转换成CASS9.1软件能够识别的DWG数据，并在CASS9.1软件下完成图形编辑与处理，尤其是地貌等高线的绘制与处理，并进行野外调绘与补测地形要素，输出1∶500地形图。
3.6影像数据的采集与整理
在绘图过程中，图像数据的采集是绘图的关键步骤，在进行采集数据之前，必要的准备工作就显得十分重要，决定后面采集的数据是否能用。采集数据之前的第一步就是将DJIGD软件接入无人机，对无人机进行飞行前的指南针校准，其次就是检查SD卡是否可用，还要检查无线电传输信号是否能准确接收，然后采用Altizuree软件进行此次飞行的航线路径设定，根据具体的测区范围进行飞行区域划分。例如测量区域的特点是东西方向宽，南北方向窄，可以将测区按东西方向化为五个区域，每个区域都是一个飞行架次。
3.7航空摄影和地面控制测量
根据实验测区的地形概况，本文采用哈瓦无人机地面站软件进行航摄设计，在该软件下浏览实验区域并自动下载谷歌影像图，确定实验范围，将实验区域划分南北两个区。针对南北区域建筑高度的差异分别设置航测参数，相机参数和航高模式等，自动生成飞行计划。通过对飞行计划检查和修改，确定无误后传输到无人机控制系统中，从而完成航线设计。将哈瓦无人机调试结束后控制其起飞，本实验区域共飞行了2个架次，获取多视影像数据和POS数据。
结束语
在大比例尺地形图的测绘中应用小型无人机技术具有可行性。通过应用小型无人机技术能够迅速精准地获得低空影像，提升测绘技术的时效性。在小型无人机经过处理后就可以用于城市建设变形监控、资源开发、城乡建设等多个领域。这样不仅可以促进测绘行业的不断发展，还能推进我国的国民建设进一步发展。
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论文作者:李彬
论文发表刊物:《基层建设》2019年第22期
论文发表时间:2019/11/12
标签：无人机论文; 地形图论文; 比例尺论文; 数据论文; 测量论文; 软件论文; 区域论文; 《基层建设》2019年第22期论文;