多旋翼无人机在地形测量中的应用研究

张育锋

（陕西地建土地勘测规划设计院，陕西 西安 710075）

近年来，无人机在我国快速的发展，已经应用到各行各业中。多旋翼无人机硬件技术也越来越成熟，在社会各行各业中展现出较强的价值。从地形测量来看，有规划的应用多旋翼无人机不仅对于小范围、小区域内的航空地形测量能够快速，有效地实现，发挥无人机在摄影测量方面的使用价值，而且能够有效减少大量外业的人力、物力。而且随着多旋翼软硬件不断地发展进步，能够有效保障地形图测绘成果精度。在用无人机进行地形测量时，主要需要进行：前期的测区勘查，技术方案设计等；然后在根据技术方案进行像控点的布设，在进行野外数据采集和无人机野外数据采集；最后进行后续的处理，在处理阶段：进行影像的预处理，空三解算，点云加密等，内业处理结果生成DOM、DSM，然后在结合野外采集的数据成果，绘制成最终的DLG。流程如图1所示。

图1 无人机航测作业流程图

为了更好地让多旋翼无人机在地形图测绘中发挥其应有的作用，我们要在前期的准备工作、航拍摄影中以及后续数据处理三个方面重点把握。

1 前期的准备工作

为了保障无人机航拍摄影的质量，确保多旋翼无人机在地形图测绘中发挥较大作用，需要我们确保前期的准备工作详尽、准确。重点分为以下两方面。

1.1 踏勘航拍区

在进行地形图测绘过程中，对于测区的一些重点区域要进行重点的勘察，对于重点区域的地貌形态，测区的一些重要构筑物，测区的海拔，测区的等高线等一般情况要充分的进行了解，并且需要对这些基本情况进行分析了解。从而为多旋翼无人机后续的航测提供一些有效、可靠，有针对性的意见或建议，这样就能降低无人机在航测过程中可能出现的不可预见的问题。

1.2 航线的规划

多旋翼无人机在进行地形图测绘时，要对航线进行合理的规划，合理的规划无人机的航行路线，有针对性地进行航线的规划设计，在航测时，也是一个必需的基本条件。确保测区任务能够较好地完成，结合测区的实际情况，测量多旋翼无人机的航高、航向、航速等。保障多旋翼无人机能够获取充分的原始数据，航拍能够尽量覆盖所有测区范围。在航拍过程中，为了避免坠机、炸机等意外情况，应该尽量远离较高的建筑物、电磁干扰比较强的通信电塔、军事禁区等。在航线规划结束后，要仔细检查飞机的飞行参数，并且检查飞控操作系统和飞机是否正常连接。

2 多旋翼无人机在航拍中的主要内容

在用多旋翼无人机进行地形测绘时，需要着重把握好航拍中的各个环节，保障航测数据的准确性。在具体航测过程中，包括以下几方面的内容。

2.1 像控点布设要合理

在用多旋翼无人机进行地形图测绘时，要将像控点均匀的布设在测区范围内，而且要针对不同精度的比例尺布设合理的像空点。在进行像控点的布设时，按照一般规定和要求，需要每 100 张航片大约布设 6 个左右的像控点，只有这样，才能确保在进行航测时，无人机能有序、合理地进行航测。同时，在进行布摄像控点时，需要我们特别注意像控点高程的变化，为了能够准确表现测区的高程变化，在布摄像空点时，应该适当增加数量，以便能够更为精确计算测区点的高程精度。

2.2 多旋翼无人机飞行参数设置要合理

在用多旋翼无人机进行航拍时，需要对飞行器的飞行参数进行设置，才能保障无人机航拍出理想的航拍效果。在用多旋翼无人机进行航拍时，首先要对无人机进行航拍前检查，看飞行器是否具备飞行条件，这样就能确保飞行过程中飞机的安全稳定，保障航拍数据的正确性。如果测区范围比较大，需要进行多次起飞航拍时，必须确保飞行器在同一地点进行起飞。

2.3 确保实时遥控

在进行无人机航拍测量过程中，飞行器起飞到预定航线过程，需要操作人员实时的操作无人机遥控器，在进行操作无人机时，为了保障多旋翼无人机在航测过程中能够有较强的实用价值，需要确保在操作遥控器时，保障遥控器与无人机之间不要存在较大遮挡物，也要确保他们之间没有较强的信号干扰。在飞行过程中，要及时调整飞行器飞行状态，来满足航测完测区的全部区域。飞行过程中，有时存在由于飞行距离过远，遥控器和飞行器有失联的情况，还有存在图传信号不稳定情况，这些情况，需要及时将无人机返航，防止坠机等情况发生。

3 航测数据分析与处理

在完成航拍任务后，需要对航拍数据进行处理分析，有效的航拍数据处理和分析，才能保障后期得到的成果数据的质量，在具体的操作过程中，需要注意以下几方面。

3.1 整理和检查航片

在用多旋翼无人机进行航拍获取正射影像照片时，航拍结束，需要对航片进行及时的下载，并且根据拍摄时间对航片进行整理，并且在下载整理过程中，需要对相片进行一定的筛选，需要删除一些模糊不清的相片，需要看相片的旁向重叠度和航向重叠度是否达到航拍要求，如果达不到，需要进行重新拍摄。

3.2 空中三角测量

为了保障航测结果的准确，航拍数据精确，在用无人机进行地形测量时，我们应该根据实地情况，在必要的情况下进行空三加密。我们要根据像控点的实际数据情况，结合空三处理软件自动地进行测区区域整体网平差，这样就能解算出增加的像控点的最终数据以及航测所拍摄的每张航测相片的外方位元素。但是，在进行加密控制点时，加密点要注意应当符合国家的有关标准。

4 结语

综上所述，地形图测绘中的应用多旋翼无人机进行测量，是目前的一种高科技、新型测量方法。这种新型的测量方法不仅能够有效地提高作业效率，而且还能填补一些传统测量的不足。但是，这种多旋翼无人机进行地形测量还是一种新型的技术，还在初始阶段，有很多技术尚未成熟，需要反复地进行测试，测试结果需要分析和总结，保障各个环节规范有序，避免明显的问题出现。此外，多旋翼无人机获得的航拍数据在地形测量中能够发挥重要作用，同时，这种数据在进行制作DEM/DOM等方面也可以发挥重要作用。如何开发这种多元化的成果，值得我们深入研究。