无人机航空摄影测量内外业一体化技术研究

孙可可 梁晓军 赵小刚 樊涛

摘   要：我国科技的飞速发展促进了无人机低空拍摄技术的完善，在对地形图进行测绘的精度上得到了进一步提高，而随着城市建设的不断扩展，无人机低空航拍技术必然得到进一步的运用与发展。基于此，本文首先简单阐述了无人机拍摄测量系统的特点，分析了无人机航拍测量技术的应用流程，随后从像片控制、影像预处理以及空中测量三方面对无人机航空摄影测量内外业一体化进行质量控制，以此仅供相关人士交流参考。

关键词：无人机航空摄影  内外业一体化  质量控制

中图分类号：P221                                   文献标识码：A                        文章编号：1674-098X（2019）08（a）-0003-02

1  无人机拍摄系统的特点

无人机航空拍摄系统的广泛运用离不开其五大优势。（1）日常天气情况和地表形态、地面情况对其拍摄产生的影响小，远程操作的方式便捷易懂，也使得作业方式更加灵活迅捷[1];（2）无人机拍摄系统产生的成本相对较低，无论是无人机自身平台的搭建，还是航拍设备的常规维护，以及其管理成本都较低[2];（3）人为控制无人接的飞行高度，可高可低，不仅可以获得大量资源信息，更是在进行低空航摄时，获取的影像信息分辨率高，提高信息质量;（4）影响的重叠度可根据实际需要进行控制，后续处理的准确性、可行性在大重叠度影响上体现得尤为明显[3];（5）无人机携带方便，可随身携带任意转换作业场所，且空余无需申请。当前，随着无人机航摄系统的运用范围的扩大及其体现出的优势，越来越多的人开始重视无人机的作用，对小型无人机在对地观测上的作用的技术研究是国际上的研究的热点，以期不断提高无人机对地观测系统的性能比。

2  无人机航拍测量技术的应用流程

（1）严格筛选无人机种类。由于拍摄对象的具体性，无人机在进行实际航空拍摄测量时，技术操作人员应考虑到航摄对象特性、测量具体要求来有选择性的挑选合适的无人机，如对无人机的载荷、多旋翼机翼机固定翼的考虑，以保证并提高测量的实际效果。

（2）掌握测量区域最新信息。在掌握测量区域的相关信息资料后，整合利用，并可參考信息对无人机进行模拟运行，避免作业现场因无人机故障而无法顺利开展工作。

（3）设计航摄路线。无人机的航摄路线关系着测量的质量，根据掌握的测量区域信息，设计合理的飞行路线并不断优化，保证无人机飞行畅通，提高测量的准确性与完整性。此外，对设计好的航摄路线也应进行模拟测试。

（4）分析处理掌握的测量区域地形信息。尤其在进行低空飞行作业时，对测量区域的地形数据与信息进行精准的分析处理有助于保证作业的顺利完成。

（5）运用DOM于DEM软件。DOM与DEM等软件对像空成型的处理具有可靠性，对于处理结果要注意复查，如发现偏差及时采取纠偏措施，提高测量质量[4]。

3  无人机航空摄影测量过程中的内外业一体化质量控制

3.1 像片控制

3.1.1 影响资料进行分析

利用无人机进行航摄测量时，为了避免飞行航线之间的重叠度与成像像片的重叠度不符合相关标准，在设计各条飞行线路时，要确保其线路间隔的合理性与科学性。另一方面，在航摄测量途中，要确保测量区域的完整性、覆盖的全面性，为了降低测量误差的出现，在测量区域内同时进行的无人机航摄路线应不少于5条，并且要保证像片倾斜角、飞行线路弯曲度、旋偏角符合规定要求。除此之外，在控制无人机的过程中，要重视其在飞行航空摄影作业中系统的准确性、精确性，发现偏差及时调整，保证航摄系统的高精准度，提高像片质量，从而提高测量质量。

3.1.2 布设像控点和编号

像控点的布设与编号需要注意一下两点：（1）像控点布设。像控点的布设需要重视全面性，为保证测量区域的全覆盖，测量的整体完善性，相关技术人员在利用无人机进行航摄测量时，一定要重视像控点布设的科学性、合理性，操作人员在进行实际航摄时，也应注意复查像控点布设的合理性。（2）对像控点进行编号。通常回忆航线号加上点序号的形式来对像控点进行编号，这也是控制无人接航空摄影测量质量的重要环节。

3.1.3 像控点的测量

CPR与全站仪等测量仪器可以对像空点坐标进行较为精准的测绘。为控制像控点测量结果的精确度与可靠性，在使用无人机进行航摄测量时应严格遵循常规航摄测量外业相关规范，做好控制点测速接受工作。对于合格的像控点成果可采用workpass软件来完成数据处理分析工作。

3.2 影像预处理

无人机航空拍摄系统的拍摄任务主要是交由自身安装的费量测数码相机来完成的，相机的参数比等性能是影响测量静准确的重要原因。由于存在较大的畸变差，未经修正的航摄影像难以进行后续空空三角测量工作。因此，在缺乏高精度室内外检测场时，通常是先参考非量测数码相机的评定结果，先矫正畸变差，再完成影像的空中三角加密工作。

3.3 空中三角测量

3.3.1 空三加密经过像控点测量、像点联接、平差计算过程

（1）对外控点进行量测。完成外控点的测量工作需先对测量区域的4个像控点进行测量评定，而借助模仿功能，对精准度A目标的测量工作将由剩下的像控点来完成。值得注意的是，需设置两名技术操作人员来对控制点进行掌控。（2）通过对外业工序的应用，可加入计算基础控制点来提高空中三角加密任务的精准度。（3）为了控制预算偏差，需利用最大化实物校准，并参考消除因素，把控最大化隔空物，从而钙化全部像素。利用配备的航线列表全面展开匹配工作，在程序自动化的设置下，抛开大部分、放略多的像点。

3.3.2 区域网空中三角测量

测量区域空中三角的目的，主要是为了利用地面控制点、对物方空间以及连接点三者的坐标，来平差测量所获得的数据信息。并在之后根据计算所得的平差值，求解影响的外方位元素。另外，对空三测量的精准度会直接影响无人机航摄测量的最终结果，因此进行空三测量时，必须严格把控精准度。

3.3.3 DLG生成与外业操作

DLG即数字线划地图，有收集并保存所测得的地形空间要素基本信息与属性的功能。为了使地图的数字规划得到最好的表现效果，通常需要完整表述地表现象，并将所测各种数据信息加以保存、整合。此外，DLG可以进一步分析实际测量要求的合理性，并据此选择需要的信息与数据，帮助开展空间分析任务。

实际上，DLG的功能远不止保存信息和分析测量要求。DLG的高现代化、高科技性亦可以极大地帮助无人机完成航空拍摄测量任务。及时数据量使用有限，DLG一课生成专题地图，成图效率更高，且成图的质量较高，可以辅助分析各类实际需求。但是，由于在航摄过程中难免遇到特殊地形，无人机航摄的真实性得不到保证，因而需要外业技术人员进行补测，分析补测所得数据并与无人机航摄测量结果进行校对，因而需重视技术人员的专业性与实践经验。

4  结语

科技创新是促进发展的第一动力。无人机航空摄影作为典型的现代化高科技测量技术，为地形测量、城市建成提供了更为便利、精准的技术支持，有利于促进地形测量机构、促进国家与人民的发展。因此，提高无人机航空摄影测量内外业一体化的作业质量有其重要性与必然性。

参考文献

[1] 高兵.无人机航空摄影测量内外业一体化技术研究[J].工程建设与设计，2018（9）：173-174.

[2] 沈培芳.无人机航空摄影测量内外业一体化技术研究[J].科技创新导报，2017（14）：120-121.

[3] 张守魁.无人机航空摄影测量技术在矿区地形测量中的应用与探讨[J].资源信息与工程，2017（3）：86.