地形图测绘中无人机航空摄影测量技术的应用

摘要：地形测绘是工程建设的重点工作，需要全面、准确地采集地形数据，进而绘制高精度的地形图。无人机航空摄影测量是一种精度高、效率快、成本低的新型地形测量技术，其在地形图测绘中具备较高的应用优势。为此，以无人机航空摄影测量技术作为研究对象，对其在地形图测绘中的应用展开探讨，旨在为测绘工作中无人机航空摄影测量技术的科学应用提供参考，进而推动测绘行业的科学化、现代化发展。

关键词：无人机航空摄影测量技术地形图测绘影像模型

ApplicationofUAVAerialPhotogrammetryTechnologyinTopographicMapping

DENGShaobo

PingxiangLandandSpaceSurveyandPlanningInstitute，Pingxiang，JiangxiProvince，337000China

Abstract：Topographicmappingisakeytaskinengineeringconstruction，whichrequirescomprehensiveandaccuratecollectionoftopographicdatatodrawhigh-precisiontopographicmaps.UnmannedAerialVehicle（UAV）aerialphotogrammetryisanewtypeoftopographicmeasurementtechnologywithhighaccuracy，fastefficiency，andlowcost，whichhashighapplicationadvantagesintopographicmapping.Therefore，takingUAVaerialphotogrammetrytechnologyastheresearchobject，thispaperexploresitsapplicationintopographicmapping，aimingto providereferenceforthescientificapplicationofUAVaerialphotogrammetrytechnologyinsurveyingandmappingwork，andpromotethescientificandmoderndevelopmentofthesurveyingandmappingindustry.

KeyWords：UAVaerialphotogrammetry;Measurementtechnology;Topographicmapping;Imagemodel

土地是城市基础设施建设的重要资源，加强土地资源的保护、充分利用土地资源，对于城市建设、社会发展、经济提升均具有重要作用。无人机航空摄影测量技术是新时代背景下，土地勘测的新手段，具有测量精度高、测量效率快的优势，能够减少工作人员地形勘测的任务量，还能节约地形勘测的时间成本及人工成本。为加快城市现代化发展进程、确保地形图测绘工作的经济性、高效性开展，有必要将无人机航空摄影技术有效应用于地形图测绘过程，充分展现此技术的优势，为土地资源的科学利用提供可靠的技术支持。

1无人机航空摄影测量技术的应用现状

无人机航空摄影技术是在便捷式无人机上搭载高清摄影装置以获得测量影像的新型测绘技术，此技术具有极大的发展潜力，对城镇数字化建设与发展意义重大。现阶段，无人机航空摄影技术的应用范围不断拓展，并且诞生了多元化应用形式，应用方向也逐步拓展，在建筑工程、农业生产等各个领域均展现出了良好的应用价值。在我国经济高速发展的背景下，城市化建设速度逐步加快，许多城市的地区规划、水利布局工作开展中，需要勘察地貌、了解地形条件，要通过有效手段获取到精准、全面的地形资料[1]。在此背景下，无人机航空摄影技术逐步引入地形测绘过程，可与数字测绘系统结合应用，能够获取到高清的地形影像以及准确的地形数据，可以减少测绘后期资料加工处理工作量，进而优化地形测绘的质量及效率，无人机航拍地图生成系统运行流程图如图1所示。由于无人机航空摄影技术具备较强的信息获取能力，因而与地形图测绘工作的实践应用需求更为契合。此外，此技术具有较高的应用灵活性，操作运行方式简便且成本相对较低，在测绘行业中的应用范围越来越广，未来将成为测绘行业高效、科学发展的重要技术支撑。

2无人机航空摄影测量的关键技术

2.1空中三角测量技术

无人机航空摄影技术应用中，最关键的技术是空中三角测量技术。此技术主要用于立体摄影过程，需要在野外设置很少的几处控制点，然后在室内环境下进行控制点加密处理，再对加密点的高程进行计算，并测量平面位置。此技术可为野外控制点不足的地形测绘工程提供具有绝对定向特性的控制点。地形图测绘中的空中三角测量技术有多种应用方法，如模拟法、解析法、航带法、独立模型法、光线束法等。其中，模拟法空中三角测量方法较为常用，需要利用多倍仪等全能型立体测量设备辅助完成空中测量，可在此设备支持下，构建与摄影条件相接近的航线立体模型，然后以测图为依据布设加密点，进而完成高程、平面位置测定工作[2]。在测量过程中，为获取到稳定、可靠的地形图测绘结果，需要合理应用空中三角测量技术，以便运用科学技术促进地理信息系统高效、快捷完成信息处理。在地形图绘制后，需要深度分析细节、保证测量数据匹配到每一个绘制地点，并完善参数数据与地形图绘制比例，确保地形图测绘需求得到有效满足。因而，空中三角测量技术是无人机航空摄影中必不可少的重要技术之一。

2.2数字线划图技术

数字线划图技术是便捷实施地图放大、查询、量测与叠加等操作的技术，数字线划地图所包含的数据体量相对较小，且具有分层功能，可以在较短时间内生成专题地图，可为地理信息系统的空间分析提供支持，并能利用矢量格式输出图形，图形可以进行随意的缩放，基本不会出现变形现象。数字线划图技术应用时，须以全数字摄影测量为依据，利用对应工作站对收集的地形图展开系统性测试，还要在特定操作方式辅助下将之有效转化测量成果。应用此技术时，要把控好几个关键要点：一是在测绘时要获取准确的地形资料，需要依据资料构建模型，从而保障数字线划图分析质量；二是要采取人工方式对数字线划图生成过程进行适度调控，进而增强数字线划图与资料、影像之间的匹配度；三是在数字划线图技术应用时，为保障地形图测绘工作开展的持续性与规范性，需要引入自动化互动方式，以便得出精准的数据信息，对错误目标实施有效的控制；四是成图前，需要运用特定色彩对不同颜色的图像要素进行编码处理，以便清晰标示出图像要素的位置；五是需要针对性开展测绘人员技术训练，以免因操作不当而影响地形图测绘料的全面性与准确性[3]。

2.3数字正射影像模型技术

数字正射影像模型技术是无人机航空摄影完成后，针对航空影像及航拍各环节进行采样与变形校正的处理方法，可使影像效果符合地形图绘制的应用标准。应用数字正射影像模型技术时，需要通过无人机低空摄影获取地形图的相关信息与数据，并需通过适合的定向方式，正射矫正相关数据，再对摄影图像进行合理拼接。可采用的定向方式主要有三种，一是内定向，二是相对定向，三是绝对定向，可以确保得出准确、完整的数字正射影像模型结果。在无人机航空摄影测量中，主要是利用数字正射影像模型技术控制测量图像，以便结合应用图像数据及信息数据，此技术可与空中三角测量技术结合运用，针对性展开测量结果的分析，准确找出测量区域特征，进而完成测区数据信息的科学处理与有效反馈[4]。在地形图测量实践中，应用数字正射影像模型技术的要点在于科学选取基本控制点，防止控制点选择不当而产生测量误差，从而影响地形图绘制质量。数字正射影像模型技术操作流程图如图2所示。

3无人机航空摄影测量技术的实际应用

3.1工程概况

某风场建设项目总面积为5000m2，在施工建设之前，需要对建设区域的地形图进行勘测，并需根据勘测得到的数据绘制详细、完整的地形图，从而为风场内建筑物规划布局、施工作业提供依据。在正式测绘之前，工作人员亲临实地进行了踏勘，发现此项目具备良好的地势，项目范围内存在一些农田与道路，外业早期像控点布置条件较为完备，利于后期调绘工作的顺畅开展。结合项目方提出的地形勘测要求，地形图测绘工作人员选用1∶2000大比例尺展开测绘作业，并决定采用无人机航空摄影技术展开地形图测绘作业，以便提高地形图测绘的精度及效率，进而绘制出准确、完整的实测地形图。

3.2无人机航空摄影测量过程

3.2.1空中三角测量

空中三角测量开始前，需要科学制订空中三角测绘计划，还需要确定计算机制图方法，结合本工程实际情况，选用的是无人机航拍家庭照相综合制图系统，并结合运用PAT-B波束调节软件。制订好测量计划之后，工作人员需要确定图像的格式标准，确保测量得到的所有图像均可向JPG格式转化，并应科学选用无人机航空摄影装备，根据项目地形条件、天气状况、地形图测绘要求等多方面因素，选用拍摄清晰度适宜的专用摄像设备。与此同时，工作人员需要科学设置畸变处理程序，这是由于无人机航空摄影所拍摄的图像边缘可能会出现畸变现象，为此，需要运用适合的程序进行调整与修复。无人机拍摄到的图像及获得的数据，需要在接收后立即录入系统，科学设置相关参数，从而为软件自动导向提供支持，以便在测量时能够清晰展示航迹偏差，并利用自动定位技术快速去除冗余像素点并修改交叉点。最后，工作人员还要及时处理得到的结果，确认获取的结果与需求标准相符后，再利用软件对相关数据展开分析[5]。

3.2.2数字线划图分析

本项目实施数字线划图分析时，工作人员应依托太空远景全数字摄影测量工作站，运用CAD图片处理图件分析处理数字划线图，以确保所输出的模型符合规定要求。在地图测绘工作开展前，工作人员先创建电子模式，以便精准定位测量位置。由于测绘过程中可能会出现一定的内部测定偏差，因而，工作人员对整个测量过程进行了全面监测，以便增强所有环节操作的规范性，进而有效消除测定偏差。除此之外，测定过程中需要加强位置定位准确性控制，对图像要素的差异进行分析，并严格控制图像的线型与色彩。数字线划图分析研究之前，本项目针对工作人员展开了技术强化培训，因此在分析过程中，减少了由于操作不当原因导致的误差。

3.2.3采集正射影像

地形图测量完成后，需要统计分析所有的有效数据。先采集数据，将无人机航拍得到的影像整合到一起，之后采用加密软件进行加密处理，最后再向应用系统中传送。工作人员在对输入系统的影像资料及数据展开对比分析，进而生成数字表面模型，精准显示地面上的各种地物，并展示地形高程、地物高度等信息。在此过程中，还需要进行数据过滤处理，细致开展数字高程模型研究，对地势起伏情况进行分析，并准确判定区域内的河流走向及水流方向。在正射影像采集时，运用了无人机、卫星图像相结合的制图技术，得到了完整的正面影像图，保证了数据获取的准确性，最终绘制出了准确、完整的地形图。

4结语

无人机航空摄影测量技术是地形图测绘的新型技术手段，应用此技术能够获取准确的地形信息，可以保障地形图测绘的质量与效率。在应用无人机航空摄影技术时，要科学应用空中三角测量、数字划线图、无人机补测、DOM这4种技术，具体应用实践中，要注意严格把控各个环节的操作，在保证拍摄影像清晰度的基础上，利用先进的软件及技术对航拍影像进行科学修复与处理，进而提高地形数据的准确性与全面性，从而绘制出详细、完整的地形图，为工程规划与建设提供可靠的依据。

参考文献

[1]郭凯，汪旭波，杨荣欣.无人机倾斜摄影测量技术在大比例尺地形图测绘中的应用[J].测绘与空间地理信息，2022，45（S1）：256-258，261.

[2]徐鹏.探析无人机航空摄影测量在地形图测绘中的应用[J].西部资源，2022（1）：77-78，81.

[3]赵明哲，王薇娜.无人机航空摄影测量技术在地形图测绘中的应用[J].工程技术研究，2020，5（20）：250-251.

[4]赖伟超.基于影像/点云建筑工地施工信息快速采集技术研究[D].济南：山东建筑大学，2023.

[5]丁雪.基于倾斜摄影和点云数据的城市三维建模方法研究与应用[D].阜新：辽宁工程技术大学，2023.