城市地形图测绘中航空摄影测量的应用

查海林

（中南勘测设计研究院有限公司，湖南 长沙 410014）

近年来，城市化进程加快，在城市的发展建设中，地形图测绘起着重要的作用，有效促进了城市化的快速发展。地形图测绘在各领域有着广泛的应用，比如在交通、水利与道路工程中，地形图测绘为各种工程建设等提供了重要的参考。目前，在城市地形图测绘工作中，由于无人机航空摄影测量技术具有良好的测量精度与较高的测绘效率，逐渐取代了传统的测绘技术，保障了城市地形图测绘的质量，实现了测绘领域的变革。

1 无人机航空摄影测量的特征

1.1 机动灵活，操作简单

在无人机航空摄影测量技术的应用中，其主要以无人机低空飞行来获得相应的测量数据。在实际的测量过程中，其对于起降条件等没有很严格的限制，空域申请较为便捷，飞行计划基本不会受到气候因素等的干扰，具有明显的机动灵活性。此外，在无人机航空摄影测量中，其升空准备工作较少，具有操作的便捷性。在城市的快速发展中，无人机航空摄影测量技术能够充分发挥其技术优势，保障其符合现代城市地形图测绘的要求。

1.2 获取影像分辨率高、精度高

无人机航空摄影测量为低空飞行测量，能够获得分辨率更高、精度更高的影像资料。传统的摄影测量方式，多以卫星光学遥感与普通航空摄影测量方式为主，影像获取过程中会受到云层、高层建筑遮挡等的干扰，使得其获得的影像资料的完整性、清晰性不足，严重影响测绘结果的准确性。无人机航空摄影技术下，低空飞行能够实现多角度的测量，有效保障了测量数据的准确性与完整性，基本不会受到建筑遮挡和高空云层影响，多基线摄影保障了测量的精度。一般情况下，无人机的飞行高度在250～1000m，影像分辨率极高，完全可以满足城市地形图测绘的要求。

1.3 突出时效性和性价比

面对面积较小的大比例尺城市地形图测绘，如果在测绘过程中应用大飞机来进行航空摄影测量，其消耗的成本较高，测绘效率低下。而采用全野外数据采集方式进行，会使得外业测绘工作量增大，存在较大的人力投入。无人机航空摄影测量技术，由于具有良好的灵活性与适用性，有效保障了地形图测绘的效率与质量，具有更高的经济性与时效性。

2 具体应用

2.1 工程实例

以某二级公路工程建设为例，该工程总长16km，在该工程施工区域内，其地形地势相对平坦，基于此地形地势条件，公路总体呈现出顺直平缓的特点，为沥青混凝土路面。在城市的发展过程中，为满足城市发展的总体趋势，需要重新进行选取走廊带绕行，用1∶1000比例尺，进行地形图的测量。

在实际的测量过程中，为保障地形图测量的效率与质量，选用拓普康天狼星无人机。此项目飞行高度350m，获取影像面积40km2，空三加密模块采用的是Photoscan软件。在无人机航空摄影测量过程中，无人机搭载的是高精度RTK定位坐标和惯导姿态数据，保障了测绘数据的准确性与完整性。

2.2 空中三角测量

空中三角测量是重要环节，为保障空中三角测量工作的顺利进行，必须做好以下工作：（1）做好数据的初期准备，并做好所有数据的检查，保障其数据的完整性，使得这些数据的格式正确。此外，还需要做好航拍数据、控制点坐标文件的管理等。（2）校正畸变差。在无人机航空摄影拍摄的过程中，由于其在数据的获取过程中存在着一定的畸变差，因此，必须进行校正处理，将航拍影像畸变控制在合理的范围内。（3）加强对测量区域内高程文件的检查，在此阶段，要根据相应的处理标准与要求，将经由校正畸变的影像加以结合，实现自动内定向处理，避免在航空摄影测量中出现测量粗差。

2.3 DOM工艺

在城市地形图测绘中，无人机航空摄影测量发挥着重要的作用，而DOM工艺下，能够有效实现对航拍影像资料的数字化处理，使得在实际的测量过程中，各个阶段模型内的影像信息都可以实现基本样本的重新采集，并且有效避免了各种不利因素所造成的影像失真问题，使得所获得的影像具有较高的精度与分辨率。DOM工艺下，无人机的低空摄影实现了对测量区域内所有信息的采集，并能够实现内定向、相对定向与绝对定向处理。经由这些处理以后，还可实现对相关数据信息的正射纠正与影像镶嵌，形成相对完整的DOM结果。此外，在无人机航空摄影测量技术中，DOM工艺的应用优势还体现在现势性上，有关人员可以根据最新结果与往期存档资料的对比与分析，直观地了解被测量区域内的实际变更情况，有关的人员可以根据这些数据分析结果，为城市建设等提供重要的参考。DOM的基本操作流程如图1所示。城市地形图测绘中，DOM工艺应用是关键的环节，在此环节中，有关人员要做好高层楼房、立交桥的投影变形等，避免高层建筑的倾斜、桥梁的扭曲等。

图1 DOM制作工艺

2.4 DLG生产及外业调绘修编

DLG全称数据线划图，在实际的应用过程中，主要是以地形图要素为基础，能够有效实现空间要素关系的构造，详细进行空间基本属性内容的采集与保存处理。在DLG生产技术的应用中，保障其处理效果，必须充分发挥地标信息的作用，保持地标信息的完整性，提高其描绘效果。与此同时，在此过程中，必须做好相关数据、结果的保存，使得其能够以空间分析为基础，实现对基本数据的利用与提取，保障空间分析的科学性。从DLG的应用来看，其实用性优势明显，在应用过程中，自身的数据量相对较少，有效保障了信息系统的完整性，为后期的数据分析、决策制定等提供了重要的参考。

无人机航空摄影测量过程中，有些地形区域的测量会受到一些干扰因素的影响，导致在该区域内所获得的测量数据不全面，此时，应用无人机航空摄影测量，无法保障地形图测绘的质量。为解决此问题，需采用必要的外业补测方式，获得全面的测绘数据。外业补测过程中，将其与航空摄影测量相结合，能做好测量的计划和结果的分析。在基本信息的调测处理上，外业操作能够对地物属性、地名等加以调绘，丰富地形图的属性信息内容。此外，在阴影特性的调绘上，需考虑光照因素的影响，主要是要进行光照直射与散射的区分。地形图测绘质量受到外业操作的影响，因此，为保障城市地形图测绘的效率与质量，有关人员需要加强外业操作的管理与控制，保障外业操作的规范性。

2.5 航空摄像测绘中数字影像像片控制

无人机航空摄影测量中，数字影像像片的控制也极为重要，是城市地形图测绘的关键。无人机航空数字影像的获取，使得有关人员能够直接借此进行土地的精准测量，在此过程中，其获得的影像清晰度高、分辨率高，能够为地形图测绘提供重要的基础资料。此外，无人机航空摄影测量中，航拍系统可以充分与卫星定位系统加以结合，保障像片控制的效果，经由处理以后的数字影像，能够直接经由相关的传输系统，实时传输至地面工作平台，有关人员可以直接根据所获得的影像数据等，进行两组数据的对比与转换，获得被测区域内的具体情况。

2.6 航空摄影的立体采编测量

在城市地形图测绘中应用无人机航空摄影测量技术时，重要的环节是要做好立体采编测量。当所有的测量工作结束以后，对地形测量数据的统一采编具有必要性。无人机航空摄影测量技术所获得的测量数据精度较高，但是，为保障地形图测绘的质量，有关人员需要在后期加强对节点工序数据准确性的分析与处理。当无人机收集了所有的测绘数据以后，需要进行等高线、水涯线的手绘处理，尤其是要对一些存在误差的数据等实施特殊标记与处理，提升地形图测绘的准确性。

3 结束语

近年来，随着生产生活的进行，在城市发展与工程建设中，对于各种测绘数据的精度要求等越来越高，为提升测绘的效率与质量，在测绘工程中，需要加强对新型测绘技术的应用。航空摄影测量作为一种新型的测量技术，其具有测绘的技术优势，在城市地形图测绘中得到了普遍的应用，能够提升地形测绘的可靠性。