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摘要：城镇化建设步伐加快，对地形测绘技术和质量均提出更高要求。在传统地形测绘中，采用的测绘技术无法满足大比例地形图绘制需求，且只能在局部小范围内进行测图，相关测绘数据结果的更新则主要依赖于人工来完成。这种测绘工作方式不仅劳动强度大，而且作业效率低，无法满足当今地理信息产业化时代的工程地形测绘要求。本文提出采用无人机航空摄影测量技术，结合工程实例，根据无人机UAV航测系统原理，经无人机航空摄影和像片控制测量，采集基于Pix4Dmapper航测数据处理系统收集的数据，并通过分析研究，为工程地形测绘提供决策依据。
关键词：无人机航空摄影测量技术；地形测绘；应用
1导言
近年来，我国经济高速发展，各部门对地形图的需求日益增大，地形测量的常规方法一般是应用全站仪结合GPS进行全野外数字作业，该种方式投入成本高、效率低；如果采用载人大飞机航测的方式，空域申请手续非常繁琐，实施起来风险比较大，优势也不够明显。无人机航空摄影测量技术的出现正好弥补了两者的不足之处，其具有响应速度快、勘测成本低、外业工作量小、成图精度高等优势，在中小区域地形测量中发挥着越来越重要的作用。
2无人机航空摄影测量技术概述
2.1工作原理
在无人机航空摄影技术方面，其主要具备了高空作业、摄影成像、遥控、微波传输及计算机影像处理等功能，在其工作的过程中，以高空为作业平台，通过机载的形式来实现设备的远程遥控，其中，主要以高分辨率的CCD数码相机、轻型的光学相机，红外线扫描仪、激光扫描仪和磁测仪等设备进行辅助，以获取高分辨率、真彩色的数字影像，在通过专业的数字测图、绘图等软件进行相应的数据处理，再配合以高精度要求的绘图制作工艺，以及各种比例尺的要求下得以完善和修饰。其中，常采用的比例尺有：1：1000，1：2000和1：5000。
2.2无人机航空摄影测量技术的使用优势
作为现代化的新型测量技术，无人机航空摄影测量技术得到了较大的应用前景。客观的对其进行使用优势总结为：劳动强度低。在矿山工程的传统测量过程中，需要将测量设备全部转移至测量现场，如全站仪，大大地增加了测量人员的工作负担，加大了工作强度，同时亦浪费了测量人员的人力和精力；测量效率高。利用现代化的无人机航空摄影测量技术，极大程度的减少了不必要的工程消耗，减少了人力资源的使用，大大的提高了测量工作的整体效率；成本低。在使用无人机航空摄影测量技术的过程中，其减少了大型设备、人力资源等的消耗，降低了人力成本、物资成本；机动灵活。无人机是一种小型设备，便于工程测量中的携带，在测量时不易受到客观环境因素的影响，其设备自身亦具备机动灵活的客观属性；精度高。无人机航空摄影测量技术是以计算机技术、遥感技术、扫描技术及定位技术等多方面技术的有机统一体，在实际的测量中具有高分辨率、高精准定位、高摄影摄像等多种功能，在计算机技术的协同处理中，基本实现了矿山地质、地形、地貌等的真实投影；安全性能高。该技术无需真人对其进行驾驶操作，只需远程进行遥控，或按规划路线航行。
3无人机航空摄影测量技术在地形测绘中的应用
某测区位于地形类别为山地，平均海拔为700m，海拔最高处为850m，最低处为550m，测区实际面积为6．4km2。总体来看，该测区地形高低起伏大，崎岖不平，无法采用传统全野外测绘方法进行地形测绘，但测区工程总体平面视野开阔，适合航空摄影测量。
3.1地面站控制系统
在地面控制系统构建上，主要内容包括数传电台、地面站软件以及计算机三方面。站在实际工作角度来说，控制系统在飞行数据和定位信息获取上，主要是借助于控制软件的实时显示，在获得飞行数据和坐标内容同时，还能通过计算机地面软件系统，统计出飞机飞行的实时参数和航线，对无人机的飞行进行遥控指挥。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆通过上述操作，整个无人机的自动驾驶能力也会得到进一步强化，工作人员可以在其系统之中事先输入好飞行轨迹，确保其航线飞行任务的自动执行，只有这样，才能让航迹任务得到有效更改。
3.2布设区域网像控点进行像片控制测量
结合无人及飞行架次设计情况和测区地形条件，基于区域网布设像控点，将全测区划分为若干网区，同时将平高控制点设置于2条及以上平行航线处，要求每对像控点实际像距应≤4条基线，且应在标准点位处分布。为提高像片控制测量及加密像控点精度，测绘时，将高程点和平高点分别增设于本测区区域网的的凹角处和凸角处。本工程测区内已建有四等GNSS控制网，为了确保加密控制点质量，本工程在像片控制测量过程中，基于HBCOＲS网络ＲTK联测，考虑到该测区平均海拔较高，地形条件复杂，对高程控制点也进行了平面坐标测量。
3.3空中三角测量
如果以传统作业方法开展三角形测量工作，会消耗大量的工作时间，而且还需要大量人工对其进行辅助操作，工作量提升幅度较为明显。之所以会出现上述情况，主要是由于工作中需要进行加密点转测、连接点选取等内容。随着航测技术的不断发展，空中三角测量技术也得到了更好的完善，逐渐由发展走向成熟。尤其是在自动空中三角测量作业上，除了控制点转刺操作需要人工进行，其他内容均可以在计算机上操作，实现了作业过程的有效简化。截止到目前，空中三角测量在实际工作过程中显得十分智能，不但可以做好同名点和连接点的选取工作，还能将一些粗差的功能剔除出去。换句话说，在计算机的作用下，系统可以将超限的点位自动剔除，做到既迅速又准确。对于保留下的加密点，工作人员可以根据实际测区需求，对其点密度进行选择，所选择的点位不但可以实现立体像的有效对接，还能进一步提升加密点质量，最终将空三加密环节作用全面发挥出来。新型空三加密优势如下：首先，自身自动化程度更高，作业速度快，可以将内业工作量大大降低；其次，提升对各种复杂地形的适应能力；最后，自身加密精度较高。
3.4相关数据采集及外业调绘
在采集相关测绘数据资料时，本研究主要基于一种新型数字摄影测量系统---MapMatrix，直接利用空三加密成果按照所见即所得方式准确获取全数字空中三角测量结果，空中三角测量主要是为了推算出控制点的位置和平面坐标。在空中三角测量过程中使用无人机航空摄影，可以通过计算机快速处理数据，自动生成地理位置，大大提高工作效率和数据的准确度。此外基于该数字产品建立和恢复立体模型，全要素采集并制作DOM数字正射影像和DLG数字线划图。
3.5野外实测成果质量验收
在野外实测数据成果资料质量检查、验收过程中，首先需要按照一定比例要求，套合内业数据采集所获取的DOM数字正射影像图资料和数字线划图DLG，然后，将数字图纸打印为纸质测绘成果资料图，对照打印好的图纸，通过外业调绘，针对内业数据采集不可见或遗漏的相关地物、地貌等，然后对其实际地物属性信息进行注记，经依次经过改正屋檐和高程点补测等质量检查环节，最终基于CASS7．0软件编辑整饰成图。
4结论
综上所述，无人机航空摄影测量技术已经成为空间数据获取的重要手段，正逐步成为传统航空摄影测量的有益补充，值得进一步推广应用。随着多种机载传感器、无人机硬件制造技术的发展，无人机以其机动灵活、现势性强的特点，必能拥有更加广阔的发展前景。
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论文作者:张静华
论文发表刊物:《建筑细部》2018年第27期
论文发表时间:2019/7/30
标签：测量论文; 无人机论文; 地形论文; 航空论文; 技术论文; 作业论文; 数字论文; 《建筑细部》2018年第27期论文;