无人机在地形测绘工程中的应用

李兴发

【摘  要】无人机航测技术和计算机技术相结合，可以快速高效生成 4D 数字化产品。本文主要从无人机应用技术原理及优势角度出发，阐述了无人机在地形测绘工程应用技术原理，论述了地形测绘工程中无人机应用的优势，论述了无人机在地形测绘工程中的应用，并从不同角度进行详细分析，从而为无人机在地形测绘工程中的应用研究提供参考。

【关键词】地形测绘;测绘工程;测绘数据

引言

在新时期环境下，随着社会经济水平的快速提升，以及科学技术的不断创新与发展，无人机技术水平得到有效提升，并广泛应用于不同行业和领域当中，并通过不同的更新和优化，结合航空摄像技术获取有效的空中数据，在实际应用过程中，能够实施数字化地形測绘，并充分发挥自身作用，获取高价值的测绘数据，从而为地形测绘实实施提供有效数据支持。

1无人机在地形测绘工程应用技术原理及优势分析

1.1无人机在地形测绘工程应用技术原理分析

无人机在应用过程中主要以UAV无人机测绘系统为主，融入不同的技术，其中包括视频影像传输处理技术、无人机遥控遥测技术以及空中拍摄技术等，在实施地形测绘时主要依靠机载数据处理系统、地面信息处理系统、无人机航摄飞行控制软件、地面航线设计应用软件、影像航拍设备以及无人机设备，通过操控搭载数字航测设备的无人机来实施地形测绘工程的测量，并通过信息处理数据系统来有效分析无人机拍摄的测绘数据，通过后期的加工处理，确保其满足相应比例尺精度要求，从而有效获取相应的测绘标准地图产品，为地形测绘工程实施提供有效保障。

1.2无人机在地形测绘工程应用优势分析

1.2.1在地形测绘工程实施过程中，无人机具有响应能力强的优势，在实施地形测绘时，无人机能够通过地空飞行来避免受到恶劣天气的影响，从而获取有效的测绘数据，并以实时数据传输方式来确保测绘数据的精确性和有效性

1.2.2无人机具有及时获取数据的优势，无人机能够有效转化数字化图像，并积极结合航空测绘和卫星遥感技术，进一步促进地形测绘的质量和精确度。

1.2.3无人机具有灵活性优势，无人机在实际应用时通过高数码成像设备来充分发挥垂直摄像和倾斜摄像功能，即使是非专业人员在经过专业培训后依旧能够实施正常的测绘，在实际应用时能够预设飞行路线来进行拍摄，从而有效获取拍摄数据[1]。

1.3影响无人机测绘精度的主要因素

1.3.1航摄高度与地面分辨率的关系

地面分辩率与航高成正比关系：本次实验采用的无人机是大疆精灵4Pro，其有效像素为2000万，采用不同航高对同一测区进行航摄。航高与地面分辨率的关系相一致;并且航高每升高100m，平均地面分辨率增大约2.5cm;可以推算航高为1000m时，平均地面分辨率为0.25m，如不考虑其它因素的影响，其平面位置误差可满足航测规范中1∶2000地形图中的平面位置限差要求。

1.3.2地形起伏引起的投影误差

投影误差是由地面起伏引起的像点位移，当地形有起伏时，对于高于或低于某一基准面的地面点，其像点与其在基准面上垂直投影点的构像之间有直线位移，中心摄影在垂直摄影的条件下，地形起伏引起的像点位移，其投影误差的大小与像点至底点的距离、地形高差成正比，与平台航高成反比[2]。像点至像底点的距离与航高成反比，因此地形起伏引起的投影误差，可以通过增加航高来减少。但是低空无人机受多种因素的影响，一般相对航高小于1000m。

2无人机在地形测绘工程中的应用分析

2.1无人机像控点布设在地形测绘工程中的应用分析

地形测绘工程在应用无人机过程中首先要实施像控点布设，其中主要涉及两个环节，分别为像片控制点测量和区域网点布设，区域网点布设要依照平高点划分航空拍摄路线，通过4条基准线实施，同时针对旁向航线跨度位置和地形崎岖位置分别划分出2条和6条航线，针对一些地形不规则区域要补充设置相应的航线。像片控制点测量主要利用GPS控制节点来实施，级别为D级和E级，从而对检测点和起算点来实施有效测绘，在实际实施过程中利用控制手薄和接受设备，并通过网络PTK控制系统来实施控点测量，在确保测量工作顺利的基础上充分发挥该测绘技术优势[3]。同时，确保CORS网络统一基础上合理设置网络PTK流动站，促进无人机与控制终端之间的传输质量，并且能够利用流动站对手薄运行参数进行有效测量，并根据区域地理坐标来设置高程收敛以及投影参数，实现数据通讯的有效工作。在实际实施过程中要初始化设置数码摄像机无人机，站点的观测频率设置为三次，并在检测点实施检测作业。

2.2无人机空中三角测量模式在地形测绘工程中的应用分析

在实施像控测量流动点观察过程中，通常以三角架对重整齐方式来实施，该模式阿里应用通常设计以下几个步骤，分别有空中加密三角点测量、空中三角加密点等步骤，前者实施目的是为突出目标区域空地位置，并对标识距离实施有效控制，比如无人机航空摄像仪1：1000作为测量比例，则要实施空中三角加密标识距离超过1.0mm，后者实施过程中，一旦测量区域出现河道或山谷，布设航线要有效控制高度差值，防止出现测量不稳定情况，针对一些特殊地形测绘工程，比如地形平坦和坡度较大地形之间的过度，往往要增设空中三角加密点，添加数量控制在两个，在规划自由边缘位置过程中，要在测量线区域外面来控制空中加密点，在完成空中三角点加密点工作后要实施进一步测量工作，测量时主要包括数据传递、绝对定向确定、相对定向确定、内定向确定以及前期准备工作。其中内定向涉及焦距、像素大小、像素值、像素等数据，相对定向涉及连接点上下视差以及上下残差[4]。

2.3无人机补测操作在地形测绘工程中的应用分析

在通过无人机实施地形测绘过程中，要加强对测量盲点的重视力度，依照实际测量区域的范围和位置来进行科学化设计和布置，对于存在的测量盲区，主要获取的数据资料以及无人机测绘来实施分析和对比，确保不会存下测量遗漏区域，一旦发现有遗漏区域要及时进行补测，在实施地形测绘工程测量过程中，通过无人机能够实现全民化和整体性的测量，如果发生漏测等情况，则利用数据能够有效实施补测，从而有效保障整个地形测绘的质量和效率，同时，除了采取无人机再次测量的方式以外，还可以通过人工操作方式来实施测量，从而保障整个测量数据的完善性和准确性[5]。同时，针对测量过程中出现的误差，可以通过无人机来实施补测，从而防止人工因素的影响，依照预定的参数和操作模式来实施操作，为整个地形测绘工程实施提供有效保障。

结束语

综上所述，无人机在地形测绘工程中的应用时，要融入不同的技术，能够通过地空飞行来避免受到恶劣天气的影响，从而给获取有效的测绘数据，并以实时数据传输方式来确保测绘数据的精确性和有效性。结合航空测绘和卫星遥感技术，进一步促进地形测绘的质量和精确度，为地形发挥工程实施提供有效的保障。

参考文献：

[1]王怀宝.基于无人机测绘的地理信息定位技术[J].现代电子技术，2018，41（22）：130-132+137.

[2]朱海斌，王妍，李亚梅.基于无人机的露天矿区测绘研究[J].煤炭工程，2018，50（10）：162-166.

[3]李宗航，于君泽.地形测绘工程中无人机的应用研究[J].数字通信世界，2018（07）：231.

[4]朱庆，韩会鹏，于杰，杜志强，张骏骁，吴晨，沈富强.应急测绘无人机资源多目标优化调度方法[J].武汉大学学报（信息科学版），2017，42（11）：1608-1615.

[5]李志学，颜紫科，张曦.无人机测绘数据处理关键技术及应用探究[J].测绘通报，2017（S1）：36-40.