无人机航测在大比例尺地形图测绘中的应用探究

潘潇

（河北省地球物理勘查院，河北 廊坊065000）

1 引言

航空摄影作为一种先进的测绘技术手段，在诸多领域得到了广泛应用。当前，随着科学技术水平的提升，航空摄影测量技术得到了进一步的完善和优化，其不再局限于小比例尺地形图的测绘工作，在一些大比例尺地形测绘中同样应用广泛。而且相较于传统的航测技术，无人机航测的优势更大，实际作业中不需要考虑地形等自然因素的干扰，而且由于无人驾驶，不需要考虑人员安全问题，在实际应用中具有极其理想的效果。

2 无人机航测概述

随着无人机与数码相机技术的发展，基于无人机平台的数字航摄技术已显示出其独特的优势，无人机与航空摄影测量相结合，使无人机数字低空遥感成为航空遥感领域的一个崭新的发展方向：无人机航拍可广泛应用于国家重大工程建设、灾害应急与处理、国土监察、资源开发、新农村和小城镇建设等方面，尤其在基础测绘、数字城市建设和应急救灾测绘数据获取等方面具有广阔前景[1]。

3 无人机航测技术优势分析

3.1 应急反应能力强

在实际开展工程测绘时，经常会出现一些突发事件，特别是在大比例尺地形图的测绘过程中，其本身难度很大，加之突发问题的出现，使测绘结果的准确性大大降低。在面对测绘工作中突发事件时，要求使用的测绘技术可以高效地进行应急处理。传统的测绘技术由于受到多方面因素的制约，在实际测绘中的应急反应能力较差，无法满足实际的测绘需求。而无人机航测技术由于其使用方便快捷，机体小巧，速度容易控制，到达现场之后能够迅速展开工作，并且不间断地跟踪事件的发展，有利于指挥中心及时掌握事件态势。

3.2 适用范围广

传统的载人飞行器测量技术为了保证驾驶人员的生命安全，往往无法深入一些复杂而特殊的地形中进行作业。但是无人机航测技术由于是无人驾驶，相关工作人员只需要利用计算机系统进行远程操作和控制便可以实现复杂区域的测绘工作，实际应用和测量中不需要考虑人员安全问题，特别适用于一些复杂的地形测量工作中，不仅提升了测绘效率和质量，而且有效避免了人员测绘伤亡问题。另外，对于一些特殊的地区，由于全年云层较厚，所以，传统的卫星遥感技术在数据采集方面受到了严重的限制，而且一些载人大飞行器测量时，飞行高度大都控制在5 000m以上，这种情况会受到云层的干扰，导致测量精准度降低。而无人机航测受到云层、气候等条件的影响和干扰较小，实际应用中可以有效提升测绘精准度。

3.3 时效性强

进行数据获取时，以往的测绘技术在存在时效性差的问题，不仅无法确保数据采集的真实性和全面性，而且需要消耗大量的人力和物力资源。而无人机航测技术可以有效避免这一问题的出现，大大提升了数据采集的时效性，可以随时随地出发进行数据采集，有效确保数据信息的及时性，为后续的规划建设提供数据支持。

3.4 综合成本较低

相较于传统的飞行器测绘技术，无人机航测虽然成本投入较高，但是综合分析发现，该技术的应用年限较长，实际测绘中可以有效提升测绘效率，并且减少人工劳动力，缩短作业时间，可以在较短的时间内创造出更高的价值，因此，其综合成本相对较低。

4 无人机航测技术在大比例尺地形图测绘中的应用

4.1 照片的控制测量

应用无人机航测技术进行大比例尺地形图测绘时，其中一个关键环节是进行像片的控制测量，目的在于将航测影像数据信息与全球定位导航系统（GPS）采集的信息相结合，然后利用无人机航测数据转换与地面测量数据的关系进行数据处理。此外，利用该技术进行照片控制测量时，需结合全球导航定位系统和相关测绘技术对目标区域进行准确的测量，其中对于一些现场控制点位的测量，必须进行定位操作，而且一般需要将图像控制点设置在具有明显特征的位置，实际测绘时通常要画出每一个控制点的点位，并突出它们的整体位置关系，以便于后续开展重复测量工作[2]。

4.2 空中三角测量

空中三角测量，是立体摄影测量中根据少量的野外控制点，在室内进行控制点加密，求得加密点的高程和平面位置的测量方法，这是无人机航测中十分重要的环节，同时也是大比例尺地形图测绘中的关键环节。在实际进行空载数码相机摄影拍照时，无须人为进行干扰和内部设置，因为航测系统会自动实现摄影和相关计算操作，大大减少了人工劳动力。在实际的空中三角测量过程中，相关人员只需要进行连接点位的选择，连接点位选择后进测量模型的连接，之后根据连接点位和图像控制点在空中摄像机测量的位置进行调试，以满足摄像机对大比例尺地形图的测绘要求，最终提升测量结果的准确性。

4.3 立体测量

对于大比例尺地形图测量工作，在完成上述作业后，需要对大比例尺地形图的立体模型进行测量。例如，轮廓线、边线等位置。需要人工进行上述数据的采集和获取，即通过手绘的方式进行轮廓线和边线数据的收集，而且需要注意的是，对于一些无人机航测系统无法测量的位置，必须要做好标记，以便于后续工作的进行，确保提升大比例尺地形图测绘完整性。

4.4 现场补测

利用无人机航测技术进行大比例尺地形图测绘时，虽然可以提升测绘精准度与效率，但是也存在一定的缺陷，即在测量某些地形特征时，对于地形中一些结构死角或相对隐蔽的位置难以测量，如此容易导致最终的测绘准确性降低。为了有效提升测绘精准度，需要在现场进行补测。通常情况下，对无人机航测结果准确性的分析和判断，往往需要对测绘结果进行对比，即将一小部分的测量结果与测量图结果进行比较，以此找出测量中存在的错误，并及时有效地进行修正处理。而对于一些错误比较明显的位置，要进行现场的补测，在完成补测后进行二次对比分析，目的在于找出测量误差并进行修正，从而有效提升测量的准确性。

5 结语

综上所述，无人机航测作为一种先进的测绘技术，在工程测绘中应用十分广泛，特别是对于大比例尺地形图测绘，其可以有效提升测绘质量和效率。相对比传统的卫星测量技术，无人机航测技术具有诸多的优势，包括适用性广、应急能力强、成本低以及时效性强等，其通过无人飞行器设备配置高分辨率的数码相机，实现人工的远程操控测量，在对大比例尺地形图测量时可以达到良好的测量效果。