摘要：大比例尺地图绘制中需要大量先进科技的支撑，本文从介绍小型无人机的作用着手，详细阐述了大比例尺土地绘制中小型无人机的具体使用。
关键词：小型无人机；大比例尺；图形测绘；运用分析
航空拍摄测绘方式是获得较大区域地理数据资料的重要途径之一。伴随科技的发展，航空拍摄测绘已普遍应用于大面积区域中小比例尺图形测量中。相较于以往的全站仪、GPS RTK等户外测量方法，航空拍摄测绘在成图时间、信息收集效率、人力费用等层面均有显著优点。但是，一般航空摄影测绘通常限制在航拍高度、空管调节、起降条件等方面，不能符合小面积大比例尺地图测量要求。近几年，伴随小型无人机科技的兴起与发展，给大比例尺地图监测带来了新的发展趋势。
1、小型无人机基本结构与特征
1.1基本构造
小型无人机结构主要包含无人机飞行系统，非测绘型相机、稳定结构、飞行控制结构、地表站、远程通讯设备与地形信息处理系统等。
1.2特征
与以往的航空拍摄测绘系统比较，无人机摄影测绘系统具有多种显著优势：①便捷性。小型无人机因受到飞行现场制约，飞行器在上升时所耗费的准备时间很短，操作十分便捷，操作模式灵活；且小型无人机无需申请空域、便于随身携带。②成本较低。在平台建立、维护与操作上，成本都比较低廉[1]。③极易获得数据。因为无人机结构飞行高度较低，能够获得精度良好的大比例尺图形，在小范围数据获取上具有显著优点。④后期处理稳定性高。能按照要求获得高重叠度的图像，提高成信息的后期处理水平。
2、小型无人机的使用前提
2.13D模型创建
小型无人机在使用之前要创建相应的3D模型，操作人员在创建3D模式时，要在预处置影像后就无缝创建3D模型。该阶段，基于小型无人机获取影像信息的应用方式可以将所获得的3D模型分成两种形式：其一，通过独立使用倾斜像片用作纹理来创建3D模型，并使用相关软件得到的3D模型；其二，通过利用小型无人机形成3D模型绘制地形图的步骤，依靠小型无人机绘制3D模型地形图。其重点表现模式是主任务传达和申请空域、户外航飞信息收集、像控点分布和测绘、内业空中三角测绘等环节的任务。
2.2获得试验信息
小型无人机在使用之前，需要获得相关试验信息。员工在获得试验信息时先要明确掌握小型无人机飞行系统与地表监测站和五镜头倾斜设备、遥控工具的操作方式及系统组成等内容；其次，获得试验信息还要做好相关规划工作，该过程，需要防止航高规划问题，方可由此进行内业信息处理[2]。另外，由于小型无人机拍摄信息内业处理重点包含信息预处理与空中三角信息，由此就造成其只采用坐标值却不采用姿态角信息，所以，在获取信息时要多加留意。
2.3信息预处理
小型无人机在使用前，要做好信息预处理工作。操作人员在信息预处理环节，首先要在获得航拍信息后认真检测影响和是否逐一对应，再由此检测影像质量的好坏，或者事后详细以及是否有大规模模图；另外，员工在信息预处理时要采取模型编辑途径检测地形图绘制的合格与存在精度检测含糊遮挡的情况。另外，员工在信息预处理时还需要防止由于光线反差及强度差异影响3D创模的精度及效果。
2.4空中测绘调节
小型无人机的使用离不开管理的测绘调节。员工在空中测绘调节时首先要对一个垂直镜头与四个倾斜镜头采集的影像相连接，再实现智能匹配，在匹配完成后针对获得的特征点采取多像密集匹配方式来检查；其次，操作人员在空中测绘调整时还要结合平差结果多次调整，调节的要点包含参数设立与像控点刺点部位调节等[3]。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆而且，员工在空中测绘调整时，需要对于小型无人机收集的信息不准确现象，在创模时通常只采取信息为初始值，能够期待较好的调节效果。
3、大比例尺地图测量中小型无人机的使用
某项目在进行信息复原时，拟对已创建的29个战场进行信息复原，对战场重新测量地形图。战场测量范围是300×300米，战场测量范围是500×500米，需要战场围墙之内精度满足大比例尺地形图标准，围墙外区域无精度需要。由于战场较为分散，且单块地区面积很小，为保障工期与节省资金，决定采取小型无人机技术来开展战场测绘工作。
3.1选取测绘系统
基于任务具备工点分散和单块丢弃范围狭小等特征，此次摄影测绘工作选取Phanton 2 vision+小型无人机技术来收集影像信息。这种小型无人机是一种专门给无人机拍摄规划的四旋翼无人机，且融入了飞行控制构造与影像传感仪，随机还包括匹配的地表控制平台。其操控简便，飞行稳定，小巧灵活，能根据预先编制的程序实现主动飞行，还能由工作人员利用无线电操控设施实现安全飞行。而且，机体融合三轴云台与摄影县级，所采集的像片中存储了影像曝光点部位的数据，便于后期实现全智能影像处置。
3.2航高规划
大比例尺地形图地表分辨率是5厘米，无人机设置的镜头畸变很大，为保障精度，在此根据地表分辨率为3.5厘米的标准来收集影像。结合式（1）能求出相对航高是120米。所以，沿线站场现场均是平整地表，各个工点均采取120米的航高来飞行。
H=f?GSD/a （1）
其中，H表示相对拍摄航高，米；f表示镜头焦距，毫米；a表示像元大小，微米；GSD表示地表分辨率，毫米。
3.3航线规划
通过影像分辨率与地表分辨率能够求出单个影像地表覆盖面积是150×112.5米。旁向重合度根据35%规划，那么每条航线距离是73米；航向重叠度根据65%规划，那么每个像片曝光点距离是52.5米。兼顾到Phantom 2 vision+小型无人机最长飞行间距2.8千米的制约，对站场采取适当的规划方案：站场的航线平行站场长边分布五条航线，每个航线长度是420米，一个架次完成，具体飞行面积是420×365米，保障有效覆盖面积超过测绘范围。
4、结论
小型无人机用来摄影测绘尽管尚不成熟，在测量1：500地形图中，高程精度小也是限制其推行使用的重要瓶颈，特别是在平地，很难符合标准。但在村镇、厂区等繁琐的小范围进行1：500地形图测量时，有小型无人机摄影测绘的辅助还可以提升操作效率、节约成本、保障工期。而且，地形图户外测量工作时，能够只测绘部分像控点与高程点，降低了繁琐的地物特征点采集工作。小型无人机测绘结构相较于动力三角翼测绘系统与搭载单反相机的标准长航时无人机摄影测绘系统来说，具备成本少、智能化水平高、体积小便于携带、受空域制约小、受气候与季节干扰小。
虽然小型无人机测绘还存在很多问题，完全用其测量1：500地形图尚不成熟，但将之视为项目测绘与传统航拍测绘的辅助手段之一，还具有显著优势，填补了传统航拍与项目测绘的不足，为1：500地形图测量带来了一项补充途径。伴随电子技术的进步与民用小型无人机的推广与应用，小型无人机测量的技术将更加成熟，使用范围也会更加广阔。
参考文献：
[1]罗伟国，薛国建，李博.微型无人机航测在大比例尺地形图测绘中的应用[J/OL].油气储运：1-9[2018-11-15].
[2]褚建春.旋翼无人机航摄系统在大比例尺地形图测绘中的应用[J].现代测绘，2017，40（06）：58-61.
[3]李能国.无人机倾斜摄影技术在大比例尺地形图测绘中的应用[J/OL].中国高新技术企业，2017（12）：279-280
论文作者:秦增忍,张伟
论文发表刊物:《河南电力》2018年14期
论文发表时间:2019/1/2
标签：无人机论文; 比例尺论文; 地形图论文; 信息论文; 地表论文; 测量论文; 影像论文; 《河南电力》2018年14期论文;