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摘要：随着无人机技术不断发展，越来越多的行业逐渐开始引用无人机技术，以此在相关行业领域取得更大进步。无人机技术的优势非常明显，作为一项新型的高科技技术和手段，该技术具有响应速度快、精细度高、使用成本低、操作培训简便的技术特点，在多云多雾、影像获取困难、人力难以到达等地区应用，具有明显的可操作性优势。目前无人机技术在军事行业方面的应用更为广泛，主要用于军事科研、军事侦察等，此外还用于气象、林业、矿业、交通、水利、电力、环保、公安执法等行业，并成为基础空间信息数据获取的新手段，大大提高了野外数据获取的工作效率，提升了数据实时性、准确性和可视性。
关键词：航空摄影；技术；地形图测绘；应用
引言
为了满足我国经济建设和社会的可持续发展，需要科学、准确地获取空间地理位置信息，构建数字化中国和数字化地球框架。而相关数据的获取方式一直是学术界研究的重点课题。航空摄影测量是地理位置信息获取的主要方式之一，且我国现在航空摄影测量技术的发展已经成为现代测绘及与之相关行业高效作业且不可或缺的一项技术手段，并且不断向智能化和高效化发展。通常应用在地理信息的基础测绘、国土资源勘察与管理、地质勘探等众多领域。
1 无人机航空摄影测量技术基础内容概述
无人机技术的兴起带动了多个行业的快速发展，尤其是测绘和航拍，无人机通常需要无线电遥控器来控制，控制人需要具备一定的驾驶能力，因为无人机的自由度比较高，所以，在我国航空管辖范围内，需要进行审批才能使无人机升空。不同的平台具有不同的配置。随着经济的发展和科技水平的提升，国内无人机技术也不断突破和发展，目前我们国家的无人机平台具有多样性，根据不同用途、构造和性质可以分为三种，一种是固定翼无人机，一种是无人直升机，还有一种是多旋翼无人机。这三种平台构建了无人机系统平台的主要运作模式，当然还有一些自成体系和开发出来的小型无人飞行器平台，这些都是不断引进和借鉴国外先进的经验和技术不断开发和研制出来的。数字化时代已经来临，测绘技术已经能够从传统的人工测绘走出来，实现无人机测绘，其应用了更多的现代技术，无人机航空遥感技术也得到了快速发展，航空技术以及遥感技术的行业发展前景非常可观。无人机航测技术在城市建设，公共设施建设，生活质量改善、土地供应、城区分界、灾害的预警、应急突发事件的拍摄、环境管理、生态保护、森林管理、矿产开发等领域有重要应用。
2 无人机航空摄影测量技术在城市地籍测绘中的应用
2.1 无人机航空摄影测量技术流程
1）前期规划阶段：根据任务区域及业主需要，进行必要的踏勘并搜集测区相关资料。按照项目要求选择适宜的无人机和相匹配的相机，通过飞控软件提前设定航线。
2）像控测量阶段：飞行前，对测区先进行控制网测量，建立统一的坐标高程系统。对航线设计的像控点进行现场选择或人工制作，并利用RTK/全站仪进行测量。
3）航拍飞行阶段：发射无人机后，可以用地面控制站监控飞行情况。正常情况下不需要手动干预。当无人机降落后，利用数据线进行POS和航摄影像的传输，将数据保存到计算机。
4）数据处理阶段：采用加密软件天工无人机航测数据处理系统中的空三模块进行自动空中三角测量解算。保证区域网内部平差精度良好，区域网之间进行严格的接边，限差满足设计要求。空三成果转到立体测图下，采集生成DLG。根据需要制作DEM、DOM等测绘产品。
2.2 城市地籍测量
GNSS RTK测绘法和全站仪测绘法所需的人力物力都比较多，对一些建筑密集的地带无法精确测量；随无人机低空航摄技术的发展，以其低成本、易操作的优势，广泛应用于国土地籍测绘中。以某市的城建推进办的某项违规建筑检查为例，共涉及15个村庄，分4次进行检测。在这一过程中，首先利用数字线画图进行比对。这一环节中需要先进行数字化的地形图测量，投入的测量小组有3个，共9人测量。每测量一个村庄大约需要两天时间，共需一个月进行首次测量。随后用数字线画图的方式进行比对，每次的比对工作需要安排3个小组，6人进行操作，这样每个工作组按每天巡测一个村庄计算，共需要5天完成。其次，利用卫片进行比对。该市利用最新的高分辨率的卫片进行征迁拆违工作，虽然分辨率在0．5米以内，但与航空相片相比，分辨率非常低，只适合地面的小范围测量和调查。卫片往往不具备立体观测的效能，对于加盖情况无法做出具体判断。最后，采用无人机航拍影像进行比对。无人机的架次每次可以拍摄到6平方千米，每天可进行3个架次的拍摄，在天气适应的条件下，基本上2天就可以完成拍摄任务。
2.3 标定场控制点布设
目前室外标定场的控制点采集方法主要有下面几种：地面布标，全野外量测，空中三角测量加密，地图选点，几种方法从前到后精度是逐渐降低的。在地面布标进行控制点采集，虽然这种方法精度最高，但是因为野外布标采集的工作量极大，不经济划算，所以本文不考虑。而空中三角测量加密和地图选点这两种方法虽然工作量少，费用低，但采集的控制点精度又较低。而全野外测量相对于其他几种方法来说，其控制点精度要优于后两者，且工作量和费用也都较为合理，因此，本文采用全野外的测量方法进行控制点的布设，建设室外三维相机标定场。根据现有的无人机低空摄影测量控制点布设规范，并结合当前的测绘需求，无人航摄所获取的影像数据的比例尺大部分1：500到1：5000，因此所需要的精度应为5cm到50cm。鉴于地面标定场的控制点精度一般应优于影像地面分辨率的1/3，高程应优于影像地面分辨率的1/6，则地面标定场的控制点精度应优于1.6cm~16cm，因此设定平面和高程控制点精度优于为1cm。
结束语
综上所述，传统的地籍测量方法不仅耗时，而且成本较高。随着时代的变迁，我国的地籍情况会经常发生变动，传统的测量方法不能做到实时监控。因此地籍测量中引用现代测绘技术势在必行，随着GPS卫星的扩大和北斗系统的全面实施，各种航空航天设备的准确性不断提高，利用GPS和数字摄影测量、遥感模型将是大多数现代地籍测量领域技术的更好选择。系统软件的开发应该更容易操作，航测摄影的发展需要我们不断提高自身的软硬实力，在标准化和技术先进化方面要有独特的优势，才能在国际航测领域占据一定的地位，这也是我国航测技术发展的必经之路。
参考文献：
[1]顾莉娟，徐子扬.无人机航测在山区水利测绘中的必要要素[J].毕节学院学报，2014（4）：96-101.
[2]马永健，张武英.GPS测量技术在地籍测量中的应用[J].重庆科技学院学报（自然科学版），2013，15（5）：131–134.
[3]梁洁钰.数字测量技术在地形图测绘中的应用分析[J].科技创新导报，2016，（35）.
[4]李兵，岳京宪，李和军.无人机摄影测量技术的探索与应用研究[J].北京测绘，2008，（1）：1-3.
[5]王晓曦.无人机航空摄影测量在地形图测绘中的应用[J].城市建设理论研究（电子版），2016，（9）：2499-2499.
论文作者:石成岗
论文发表刊物:《基层建设》2018年第15期
论文发表时间:2018/7/27
标签：无人机论文; 测量论文; 技术论文; 航空论文; 精度论文; 地面论文; 地形图论文; 《基层建设》2018年第15期论文;