惠州市国土资源勘察测绘院 516000
摘要：通信技术、无人机技术、摄影测量技术共同构成无人机航测系统，借助高分辨率相机取得高清晰度的实时地形照片，并通过无人机航测系统及时分析数据信息。由于无人机航测系统具有拍摄效率高、高分辨率、成本低的特点，已被广泛地应用于多数领域，尤其是对不同地形的测绘发挥着积极作用。本文主要对无人机航测系统的基本情况与特点进行简单论述，并分析了无人机航测的实际应用方法。
关键词：地形测量；无人机；应用
无人机是近几年发展的一种新型科学技术，它通过计算机与相关软件分析高清晰度的图像，并进行数据处理，依照严格的精度要求获取测量地形的多种数据信息。无人机航测技术相较于传统的测量方式，具有灵活度高、操作性强、成本较低等优势，不需要投入大量的人力、物力与财力，被广泛应用在复杂地形、建筑密集等地区的数据测量。虽然传统的航空测量技术较为成熟，但其受限于天气、拍摄时间与场地条件等，不适合在地形复杂区域运用。完善无人机航测系统是发展地形测量技术的必然选择，能够加快我国现代化建设的步伐。
1.无人机航测系统概述
目前，中国无人机领域处于世界先进水平。无人机系统主要由传感器、飞行平台、地面监控与飞行控制系统组成。实际操作中，软件系统可以根据测量地区的地质要求、地理环境及时调整。利用无人机航测系统测量能对地形测量的准确度有较大提高，减少了地形测量时间，提高了工作效率[1]。尽管我国无人机技术已处于世界领先地位，但仍要不断提高航测技术，改进测量仪器，优化测量过程，促进我国无人机航测事业的长远发展。
2.无人机航测系统的特点
2.1分辨率与数据准确性高
无人机技术得益于计算机、通讯、信息等技术的高速发展，使用高分辨率数字成像设备采用低空飞行方式，即飞行高度低于1000M，进而取得高分辨率的图像。由于图像分辨率的范围多为0.1～0.5M，因此测量地形的细节十分清晰，能够满足1:1000国家航空摄影测量要求，具有十分显著的优势。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆同时，无人机航测系统能够准确测量大范围、高空间或小面积、低空间地形，使用多架无人机进行多次测量拍摄，进而获取大面积测量区域的数据信息，提高信息数据的处理效率。
2.2成本低、航线固定
在人工执行预设数据之后，执行任务时，无人机角度、飞行姿态以及高度十分精确，尤其是区域环境多变的地区可以取得精确的测量数据。此外，无人机的运行管理成本较低，人力、财力、物力消耗较小，且日常管理程序较为简单，无人机的作用得以最大程度的发挥。因为我国对1000M以下的飞行不设管制，而无人机航测常通过低空飞行确保图像数据的精确度，所以采用无人机航测在实际测量中可以大幅度降低经济成本。
2.3灵活度高、周期短
采用无人机测量方式，测量人员可以在地面远程操控无人机，且操作相对便捷，如遇到紧急情况时，操作人员可以随时随地发出执行任务。无人机航测不仅可以使清晰的图像数据较快生成，而且可以对测量区域进行大范围地数据采集，单个无人机的每周范围甚至可达两千一百平方公里。另外，无人机可以及时总结处理信息的检测，进而传送到对应的管理基地。对员工而言，这无疑是节约了大量的时间；对企业而言，降低了测量的时间成本，提高了企业的经济效益。无人机受客观条件影响较小，满足注册条件之后即可使用，缩短了企业的项目周期[2]。并且无人机对起降场地的要求不高，灵活性较好，天气情况较好的前提下可以随时待命飞行。
3.无人机航测的应用方式
3.1相机检校与像控点设置
无人机在航测前必须进行相机检校与像控点设置。像控点设置是确定无人机拍摄位置，因此，像控点设置与测量地区对拍摄质量有较大影响。从我国目前的无人机航测技术来看，像控点设置的准确度有待提高，使用先进的卫星定位技术能够有效提高像控点设置的精确度。像控点设置之后再进行相机检校的工作，保证相机的摄像质量，提高其工作效率。相机检校既是无人机航测的重要部分，也是地形测量的关键点。
3.2航空摄影
无人机在进行航空测量前，有关人员需对监测区域内的山地、高层建筑、水系等进行基本了解，熟悉监测地区的大小以及形状，并根据当地的雨、雾、风力风向、光照强度与云层高度做好充分的准备工作。综合考量相机的焦距、相幅、分辨率要求之后对无人机飞行航线进行规划。无人机航测的摄影相机应使用高性能的产品，高性能的相机能够确保获取到清晰、准确的数据图像，降低了后期图像数据处理、分析的难度，提高了测量结果的准确性。同时，航空摄影应在要求的航拍时间内，科学选择地表植被，优先选择在无扬尘、云雾少、大气透明度好且对成像影响小的天气下进行。其次，在分析当地的地形条件后，根据相关规范中太阳高度角的具体要求，合理选择航空摄影的时间。
3.3空三加密计算
在少量地面控制点的前提下，利用量测重叠相片的同名像点坐标，在满足摄影测量的要求下，通过解析方法求解加密点坐标与相片外方位元素，上述工作即为空三加密。无人机不仅可以收集、处理测量信息，而且可对相片数据进行校正，保证框坐标残差的绝对值为0。同时，可对测量区域进行建立，处理相关的信息数据，使用边框自动处理内定向信息，确定限差与相关标准相符进而得出数据后输出处理。
加密计算时，分析人员还可通过自检校的平差手段减少地球曲率及大气折光对测量造成的误差，最大程度提高测量、计算结果的准确性。
3.4正射影像制作与可视模型制作
无人机航测后将无人机上传的图像使用有关软件进行正射影像图制作。在对前方交会测量的影像匹配与方位元素，进而获取大量的离散式三维点。并对这些离散式三维点进行具体分析，以人机交互方式取得相关数据之后生成相关的正射影像。地形测量深受正射影像图的影响，正射影像图准确才能保证后续测量数据分析工作的开展。
正射影响图制作过程中的三维图像是分析地形测量的重要内容。通过三维图像可视化，制作可视化模型可以较为全面地了解区域地形的特点[3]。可视化模型即把真实的影像数据映射到透视表面，添加人文与自然信息等重要信息，进而实现虚拟三维飞行的目的。制作可视化模型需要专业人员有较高的制作技术，同时数据信息也要保证其准确性，其在无人机航测地形测量中占据着重要地位。
3.5外业测绘与内业测图
在实际打印的地图上是进行外业测绘的前提条件，测量结果的修改必须严格按国家有关标准，提高测量标准的准确度。通过标注电缆、通信线路与转折点指明线路方向，并详细注释公路的等级、类型以及宽度，根据实际位置测绘涵洞、桥梁等建筑物。外业测绘若想保证其准确度，精度校准必须严格依照相关标准，确保误差小于0.5M。
在像控点的基础上，使用空中三角测量方式计算测图的平面坐标、高程与控制点是内业测图的主要内容。并且当实际情况与测图不相符时，还需补测不相符的地方。测量地区为荒地或果园覆盖区时，绘图数据纠正必须在植被高度的基础上进行，保证测图的准确、无误。
4.结语
我国科学技术在快速进步，地形测量技术也在不断发展。因无人机在地形测量方面具备精度高、成本低等多种技术优势，被广泛地应用于地形测量领域。尽管目前无人机航测技术不够完善，在实际测量过程中仍存在一些问题，但无仍有巨大的发展潜力。未来我国无人机航测技术会更精确，进而提高我国测量行业的整体发展水平。
参考文献
[1]赖云,祁琼.无人机航测在土地整治项目核查验收中的应用[J].地理空间信息. 2014(05)
[2]薛阿亮,胡海洋.无人机航测技术生产应用型研究及分析[J].矿山测量. 2014(05)
[3]宋亮.无人机航测技术在农村地籍调查中的应用[J].北京测绘. 2014(04)
论文作者:陶建华
论文发表刊物:《防护工程》2017年第33期
论文发表时间:2018/3/22
标签：无人机论文; 测量论文; 地形论文; 数据论文; 技术论文; 射影论文; 信息论文; 《防护工程》2017年第33期论文;