1山东省地质矿产勘查开发局第五地质大队 山东泰安 271000
2山东北方现代化学工业有限公司 山东济南 250000
摘要：伴随现代测绘技术的革新发展，以无人机低空航摄为代表的新型测绘手段，在矿山资源监测、土地利用调查与城市工程地形测绘数据采集中，发挥了重要作用。本文拟以无人机低空航摄在城市测绘中的应用为例，探究其在城市大比例尺数字化地形图生产中的流程与成果质量，为类似工程提供技术参考依据。
关键词：无人机低空航摄；DOM与DEM；点云匹配
随着现代测绘技术的不断发展，数字化建设进程加快，无人机低空航摄技术集航拍、遥感和影像处理为一体，为城市工程建设与规划管理提供了信息化保障，通过实时的影像传输、空间影像后处理等方法，成产正射影像图DOM与数字高程模型DEM，提升了城市测绘的精准度与作业效率。
1无人机低空航摄系统的组成
无人机低空航摄，即采用无人机作为飞行平台，进行外业航空摄影测量，经相对定向、绝对定向等环节，生产正射影像与数字线划图等产品的过程。与卫星测绘和有人机测绘相比, 无人机航空摄影测量的优点是可以在短时间内快速完成测量工作, 在最短的时间内给提供用户所需的成果,性价比相对较高。但与传统大型航摄平台相比，无人机低空航摄的飞行姿态不稳、搭载多为非量测型传感器、数据重叠度相对较大。由于小型无人机重量较小、平台易受气流扰动等因素，其航拍作业时多采用提高航向与旁向重叠度的方法，来提升数据采集的精度。
2 航空摄影测量数据内业处理
航线规划布设是外业采集的前提，应综合考虑到测区的作业范围分布，地形地貌的特点，数码相机的性能以及产品比例尺大小等。布设航带时主要的设计参数有，航高的设定，摄影基线与航带间隔的布设；航拍部分完成之后开始像片控制点的布设和联测，即在像片上按照一定的选取原则，在特定的位置上选取特征点，并在实地测出所选点位的三维坐标，为后续空三测量作业提供数据；利用GPS动态定位技术，获得航摄仪在曝光瞬间摄影中心的三维坐标，利用IMU (惯性测量装置) 以获得航摄仪在曝光瞬间飞机的姿态参数，直接获取每张相片近似的外方位元素值，然后代入到空中三角测量的计算中；无人机拍摄的像片在色彩、明暗上存在不同程度的差别，这种差异会间接的影响到后续数字正射影像图的输出精度以及带给那些利用 DOM 做底图的测绘工作带来使用上的不便，可能会影响部分工程的精度要求，为降低此类误差，应对生成的正射影像进行色彩的一致性处理，即匀光匀色处理，然后生产正射影像DOM；最后采用立体测图软件，对航摄成果进行数字化要素采集，生产DLG线划地形图。
图1 某区域DOM与叠加等高线的DOM图
3无人机低空航摄在城市测量中的应用
现有某城市规划区拟测绘1：2000的地形图，该测区地形较为开阔，净空良好，由于工期较短，传统人工地面测图方式工作量大，难以满足工程制图的时间要求，现拟采用无人机低空航摄的方法，对规划区进行数据采集与内业制图。本东西测区长3千米，南北测区约2千米，现将测区分为2个架次采用无人机进行拍摄。为保证拍摄质量，每个架次的无人机都适当的增加了航带和拍摄照片数量，依据等间距的曝光模式在2个架次中共拍摄了146张航片。通过已有的数据影像，像片控制点采取周边与内部加密均匀布设，每隔500米间距布设一个控制点，进行像控点采集工作。在成图方式上，本次主要采用先内后外的成图方式，依据POS数据和相机参数等导入软件，建立航带间的拓扑关系网络。
然后进行同名像点匹配、空间内定向与模型建立，航带与区域光束法平差平差等工作,平差结束需要将像控点进行导入实施三角测量，最终形成DEM和DOM，并利用匹配点生成密集点云。在空三导入上，要注重定向数据的检查工作，消除视差等方面的误差，形成立体式的测图成果；为统计其航测成图的数据质量，采用GNSS定位设备与航测成图数据点进行对比分析，数据统计成果详见下表所示：
表1 低空航摄与GNSS定位方法采集的点位精度对比
通过对地物点的质量检测统计，完全满足1:2000大比例尺地形图的精度要求。通过无人机低空航摄在此项目的国土规划测量，有效的提高了测绘效率，缩减了人工制图成本。在地形图测绘中采用无人机低空航摄技术既能降低测绘成本，又能达到快速完成信息收集的效果，同时相对于地形平坦地区而言，复杂山区的地形测绘工作，由于交通不便，采用无人机低空航摄的手段，更加有利于提升数据采集的人员安全性，提高外业测绘的资源配置水平。
4 结语
伴随现代科技与飞行控制技术的日益完善, 无人机在正射数据采集、五拼相机倾斜摄影测量等方面，展现出影像分辨率高、升空准备时间短、操作控制容易、起降场地要求低、作业效率高等特点，为数字化地形图快速更新、三维数字建模与DEM快速生产等提供了有效的途径方法，有助于促进城市测绘的精准度与时效性。
参考文献
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[2]浅谈智能无人机在山区农村公路设计选线中的应用[J].朱叶钧.城市建设理论研究(电子版).2018(03)
[3]无人机航测技术及其在土地整治项目中的应用探讨[J].邵金强,罗斐,张磊.科技视界.2014(01)
作者简介：张勇（1982-），男，汉族，山东淄博人，大学本科学历，工程师。现从事工程测量、管线测量、地籍测绘等相关的研究和管理工作。
论文作者:张勇1,孙芳2
论文发表刊物:《基层建设》2018年第24期
论文发表时间:2018/10/1
标签：无人机论文; 低空论文; 测量论文; 射影论文; 地形图论文; 作业论文; 像片论文; 《基层建设》2018年第24期论文;