孟庆凯 赵明超
讷河市国土资源局 黑龙江省讷河市 161300
摘要：无人机数字地形测绘技术以生产效率高、成本低、机动性强等特点，并且具备可低空飞行、自主导航、远程控制、不依赖起飞机场等优势，较好的适应了当前对地形图更新的要求。以固定翼和旋翼无人机为载体拍摄航摄影像，通过计算机软件工具对影像文件进行处理、匹配，最终高效率获取数字地形图。无人机数字测图已广泛应用于地形测绘、城市规划、灾害治理、土地综合整治管理等领域，且该方法能够以平面和立体等多种形势逼真的反映测区的地形地貌，表现性很强。鉴于此，本文是对无人机测图技术在土地综合整治管理中的应用进行研究和分析，仅供参考。
关键词：无人机；测图技术；土地综合整治
引言：新时代，中国城市化进程不断加快，高铁战略稳步实施，城市轨道交通蓬勃发展，一带一路积极推进，基础设施建设日益加快，城市和乡村面貌日新月异。随之而来的对现有地形图的更新速度提出了更高的要求。传统的数字化测图技术过程相对复杂外，投入人力、物力很大，对技术人员理论和实践能力要求高。
一、基于无人机的数字地形测绘数据获取原理
基于无人机数字地形测绘的基本原理符合中心投影的构像方程，即共线条件方程式。在无人机数字地形测绘过程中，对于某一像点a而言，该像点对应的平面点A及摄影中心S应当处于同一直线上，由此中心投影特性可知，要计算像点在像平面坐标系中的坐标(,)axy，必须经过计算确定与其对应的平面点坐标(,,)AAAAXYZ，且它们之间应满足下列公式1：共线条件方程式，其表达了投影中心、像点、相应物点之间的三点共线关系：
二、无人机摄影测量技术流程及技术要求
在航拍摄影机所获得的图像中，最基本的质量要求是：影像请细细、反差合理、色调柔和、层次具体。能够在图像中比较清晰的区分地面分辨率所对应的地物影像并在此基础
图1?无人机航摄的数据外业生产技术流程
上构建明确具体的立体图形。在航拍设备工作过程中，首先应保证其曝光瞬间像点的位移与偏离情况不得超过1.5个像素，并要求保持在1个像素的偏差范围内。在进行影像拼接时，所获得的图像必须保证清晰、准确，避免明显模糊以及错位等问题。此外，根据航测影像得到的高清晰彩色影像要减少显著的色偏、模糊、重影等等问题。
无人机航摄的数据外业生产技术流程有：资料整理与分析、外业像控测量、内业空中三角测量、数字高程模型提取与编辑、数字正射影像生成、拼接、质检等流程。具体见图1。无人机摄影影像需经过冲洗底片、晒印正片、航片索引图冲晒等过程，在无人机摄影完成后，如出现遮挡、漏拍、重叠度超限等质量问题，应立即采取重飞、补飞等措施。为保证数字正射影像精度，无人机摄影影像主要技术要求有：相片倾斜角、摄影航高、像片重叠度、摄影基线、航带弯曲、像片旋转角、航带高差等。根据《1：5001：10001：2000地形图航空摄影规范》（GB/T6962－2005）相关要求：无人机航空摄影的航向重叠度应处于60%～65%范围，且不低于53%；同时要求旁向重叠度保持在30%～35%，最小不小于15%。对于同一条航线，航高差值不超过30米，对于同一摄影目标区域，航摄设备实际航高与标准航高差值不得超过50米。
三、案例分析
项目概况
该项目以湖南某县土地综合整治管理工作任务为基础，项目区三面环山且不规则，需航摄面积为92km2，航摄范围内最高点高程650m，最低点高程220m，影像分辨率为0.12m。项目选择某固定机翼无人机，续航时间为3小时，单架次获取面积20～50平方公里，具备自动生成航线、定点拍照、发射架皮筋电动牵引、自主弹射起飞、可临时更改航线等特点；无人机低空影像采集平台搭载佳能5DII相机：像幅大小3744*5616像素，像元大小6.4微米，焦距：35mm。无人机技术指标见表1，飞行航线示意图见图2。
图2?飞行航线示意图
DOM及DLG制作首先确保每张像片都包含有像控点，像控点的航向间隔基线数小于4条，旁向的间隔基数小于2条；确保布设的像控点能有效的控制成图范围，选刺选在航向或者是旁向重叠的6片范围内，并确保相邻片图像清晰。
利用无人机航测资料，采集本次航摄区域内明显地物点坐标为像控点数据，通过Inpho软件进行空三加密制作DOM成果。并在在DOM成果基础上，采集沟渠、道路等线状地物的长度和宽度信息，并统计工程量，采集DLG数据。DOM效果图见图3，DLG数据效果图见图4。
图3?DOM局部效果图
图4?DLG效果图
利用高分辨率正射影像叠加竣工图、新增耕地图的比对分析，能够比较准确的确定新增耕地的区域、新修沟渠和道路等关键数据是否真实、准确，可做到复核工作精准、无遗漏。同时能精准定位每个工程设施、精确统计项目工程量、以及精细化检查工程设施外观质量。
在内业进行工程量核算和工程质量检查时，将存在问题的工程重点标记，然后将DOM成果、DLG成果、竣工图成果和线状影像成果导入管理平台，进行实地验收复核。通过系统平台可在实现实时定位，精确查找需要复核的工程，实现无纸化作业。
表1?选用无人机技术指标
结束语
总之，在无人机技术蓬勃发展的推动下，无人机航测技术已逐步深入到土地综合整治项目的各个环节当中，根据DOM、DEM、DLG等数字成果，可具体指导土地综合整治管理、道路选线、灾害评估等工作，为土地综合整治提供更为高效技术支撑。同时，我们还应看到，在无人机技术能够获得厘米级分辨率的前提下，实际测图的数据质量还要取决于在无人机航空摄影航摄分区的划分、合适的航摄时间、合理的航线设计、严格的技术规范执行情况等等条件。
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论文作者:孟庆凯,赵明超
论文发表刊物:《防护工程》2018年第9期
论文发表时间:2018/9/6
标签：无人机论文; 技术论文; 影像论文; 数字论文; 土地论文; 地形论文; 航线论文; 《防护工程》2018年第9期论文;