大比例尺地形图测绘中的无人机航测

梁晨 李睿鑫 周琦

摘 要：目前，我国科学技术水平显著提升，无人机技术与航测相结合对于测绘行业来说就是一次巨大的进步。无人机航测不但使用成本低，而且应用灵活，所以得到了非常广泛的应用。本文将首先就无人机航测技术做简要介绍，其次对航空摄影测绘的发展历程做简要阐述，然后重点探讨大比例尺地形图测绘中的无人机航测应用，最后以一个具体项目来就其应用做进一步说明。希望本文的论述能够为相关从业者的工作提供一定的参考和借鉴价值。

关键词：无人机;航测;大比例尺;地形图

引言

无人机航空摄影现在已经广泛的应用于大比例地形图测绘、文物修复、环境监测保护、灾害区域分析和自然资源管理等领域。其数字产品地表分辨率可以满足较高精度的工作需求，但在大比例尺成图中，存在高程及其他精度无法满足建设要求的缺点，提高无人机航测成图高程精度是亟待解决的问题。

1.无人机航测技术概述

首先无人機航测技术的起飞以及降落并不需要太多的地形支持，在无人机航测技术在地形勘测工作得到应用之前，地形测绘工作想要完成测绘任务，只能通过一些大型航测设备来完成航测工作，例如直升机航测技术等，想要通过这些设备完成航测工作，测绘工作人员首先需要对设备提出申请，在得到相关批准之后，才能够展开测绘。而无人机航测技术并不需要这些申请工作，无人机的起降要求以及飞行环境要求并不高，控制方式也更加便捷。其次无人机航测工作相比其他测量方式工作的效率更高。早期我国的地形测绘工作较为落后，如果测绘地区的地形较为复杂，环境状况不佳，测绘工作所得到的数据就容易出现误差，这些情况也导致测绘工作的推进非常困难，还有一部分地区根本无法通过传统测量方式来完成测绘工作，无人机测绘方式能够轻松对这些地形较为复杂地区展开测绘工作，在无人机测绘的过程中，通过遥感技术，测绘工作人员能够根据无人机测绘到的实际情况对拍摄地点进行调整。

2.无人机航测技术在大比例尺地形图测绘中的应用

2.1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。

2.2航测控制点布设

在实际航测过程中，首先需要针对无人机航测的控制点展开科学布设。控制点的布设，必须要结合测区的实际地形条件，与大比例尺地形图测绘的要求，从而决定选择的控制点的数量，以及各个控制点的位置，从而为后续无人机航测奠定良好的基础，高效完成数据采集。比如，第一条以及最后一条航线在其相对平面内的像控点布设基础应控制在8个以内。如果测区的实际情况为微丘陵，测绘基线则应当适当增加至12个以内;如果测区为重丘陵地形，则应当增加至16个以内。而且，在布设像控点的过程中，要必须要全面考量航线的实际情况与不规则网状况;如果实际的控制网属于不规则状态，则应当将端点四周的特征纳入一体化考量中，以免对拍摄的精度和全面性造成影响。如果测区的实际地形条件复杂，像控点目标在选择中存在较大的难度，则可以通过小型目标分段拟合的方式来完成，这样能够最大限度地保证摄像清晰度，确保大比例尺地形图绘制具有良好的数据基础。

2.3进行空三加密和模型的建立

根据连接点在航空摄影测量像片中的位置和少量地面控制点的像方坐标及其物方坐标，通过平差计算，求解影像的外方位元素和连接点的物方空间坐标。空中三角测量主要包括双拼影像区域网平差和单独影像的区域网平差，选择均匀分布于航测区域的5～6个像控点进行刺点平差，其他像控点可通过预测功能确定位置以达到快速测量的目的，平差方式选择的是平差软件XSFM，探测粗差并剔除，查看平差报告，采用WGS-84坐标系下的控制点坐标进行平差，高程精度相对较低，转换为国家2000坐标系，进行二次平差，比对两次平差精度。

2.4优化无人机航线设计

在无人机航测工作展开之前，测绘工作人员首先就需要对测绘任务的测绘需求进行分析，然后为无人机设置相关的飞行路线，在设置飞行路线的过程中，必须要确保路线全程都能有航测目标物存在，除此之外，还需要确保测量地区内地形的高度差在无人机航线高度的1/6距离内。其次在完成航线设计之后，测绘工作人员需要对航线中的地点进行调查，确保航线之中像主点不存在落水点，无人机在飞行过程中所受到的侧风影响处于最小状态。在无人机测绘的过程中，测绘地点的天气环境会对飞行控制的精准度以及测量工作的准确度造成影响，因此在设计航线的过程中，测绘工作人员需要充分考虑到这一问题，确保无人机航测设备的拍摄间距以及航线间距处于合理范围内。

结语

综上所述，无人机航测技术是一种非常便捷、灵活的航测技术，而且能够获得非常精确的测绘效果，所以在大比例尺地形图测绘工作中有很高的应用价值。使用无人机航测技术，可以是数据采集的全面性、时效性都得到显著提升，而且对于测绘人员来说，工作强度也得到了大幅降低。因此，对于测绘人员来说，要不断总结无人机航测技术的经验，用于创新，使其应用范围继续得到大范围拓展，从而为测绘事业发挥更高的价值。

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