无人机摄影测量技术在数字化地形测量的应用分析

【摘要】随着我国城市智能化发展规划、建筑物景观设计、智慧旅游城市建设等理念的逐渐推出和实施，人们就对创建城市真三维模型产生了非常浓厚的兴趣。在这样的背景下，无人机摄影设备就应运而生。现阶段，基于无人机摄影测量技术的三维建模与传统三维建模方法相比较，就存在的较为明显的优势。而无人机摄影测量技术在数字化地形测量中的应用效果，就直接影响整个三维模型的创建质量。本文主要对无人机摄影测量技术在数字化地形测量的应用展开全面分析，以期能够提高无人机摄影测量技术的应用效果。

【关键词】无人机；摄影测量技术；数字化；地形测量

1、无人机摄影测量技术

基于无人机摄影测量技术创建的系统中就包含了无人机飞行平台系统、飞行导航与控制系统、任务设备、数据传输系统、地面监控系统、综合系统和其他装置等。无人机飞行平台系统中就含有机体、飞行控制系统、发动机、起飞着重设备等装置与部件。大多数无人机一般都是通过玻璃钢与碳纤维符合材料支撑，能够降低机体重量，有效延长飞行时间，让无人机飞行平台系统的结构更加合理，性能实现稳定。无人机摄影测量技术的应用，不仅仅可以有效实现快速设计航线、摄影范围检查、数据信息实时传输，还从根本上解决了控制平行飞行状态与姿态稳定这两个重要问题。无人机摄影测量系统中所包含的飞行平台，拥有较高的分辨率遥感设备，并且这一设备能够当成记载传感器使用，将低空高分辨率遥感数据当成主要应用目标，以此在短时间内快速获得和处理拍摄到的地形数据信息。

2、无人机摄影测量技术的测图原理

2.1 航摄测量测图的主要原理

航摄测量测图所遵循的基本原理，就是利用对地面上存在的地形、地物等三维坐标的收集，来详细描述其所拥有的信息，随后上传给计算机，通过计算机绘图技术来处理、呈现、输出和普通地形图存在一致的地形图。航摄测量单相片测图所拥有的原理就是让中心投影能够实现透视转变，立体测图所拥有的测图原理就是在实际投影过程中实现几何反转。

2.2 测量测图所使用的主要方式

一般情况下，航摄存在综合、全能和分工三种测量测图方式。其中，综合方式，就适合应用在地形较为平坦的区域来开展大比例尺测图。这种方式属于单张相片测图的范围之内，就是让摄影测量和平板仪器进行充分结合所获得的测图方式，综合方式可以通过平板仪器测量出地面所拥有的高程与等高线，按照获得更改完成完的航摄影片来确定地面点所处的平面位置；全面测图方式，更加适合应用在山地，其可以把立体像布置在立体测图设备内部，完成微小型地面几何模型的创建，利用在建设完成后地面几何立体模型上来开展测量工作，确定地面点所处的平面位置、高程与等高线，进一步获得最后所需要的地形图。分工测图方式，适合被应用在丘陵地形之上，这种方式就是依据平面位置与高程分求原则，来开展测量测图工作，其与全能测图方式相比较，也是利用立体测图测量设备来测量地面点所处位置、高程与等高线。

2.3 空中三角测量原则

空中三角测量原则就是为了对定向点与标记点进行校准，加上实际工作开展时所需要使用的设备元素数据信息。在空中三角测量工作开始之前，相关单位所要获得资料就包含了航空摄影质量书、编图档案、野外操作控制图表及相关的测量手续和工作流程设计方案。

3、无人机摄影测量技术在数字化地形测量中的应用

3.1 像控点的布置和设计

像控点工作的主要目标就是为了让影响更加清晰，给后期判刺与立体测量工作提供基础。布置和设计的控制点要适应公用需求，通常布置设计在航向或旁侧方向六叶或五叶重叠处。控制点的布置应该距离橡片1cm～5cm之间，综合测图方式的控制点应该距离航向边缘要在0.5cm～0.8cm之间，高程控制点点位目标要选择高程起伏程度较小的位置，呈现出线状地物交点与平山头为最佳状态。地形起伏角度较大，例如山顶、狭沟等不能当成点位目标。另外，在目标与像片这两点条件之间发生矛盾时，就应该先考虑点位目标。

3.2 航空摄影

3.2.1 无人机航线的设计

无人机航线网布点应该依据航线对每段来设计数量大约为6个的平高点。航线起始点与终点应该布置在通过像主点，并且在方向线上呈现出垂直状态的直线上面，在比较困难的情况下互相偏离，偏离距离不能大于半条基线。航线中间位置的控制点应该布置在首端与末端控制点所处的中线之上，在比较困难的情况下可以向两侧偏离，偏离距离在一条基线之内，其中一个点的最佳布置位置在中线上，应该最大程度上杜绝两个控制点向中线同一侧出现偏离情况，如果发生同一侧便宜问题时，最大程度不能超过一条基线。依据拍摄区域范围、划定与提供的分区所拥有的平均基础面高程来开展无人机航线设计，尽可能确保航摄区域高差不超过设计航高的16%，测量区域之间的重叠保持在60%～70%之间。

3.2.2 航摄

在确定的航摄时间之内，选择地表植被少、覆盖物少、云雾少、无沙、大气透明度较好的季节开展摄影测量工作，同时按照地形所拥有条件之间的差异，严格遵循规范与标准太阳高度角来确定实际航摄时间。

3.3 空间三角测量加密作业的实际程序

空中三角测量作业的实际程序就是数据准备工作→内定向→人工量测、修测框标（自动量测框标）→内定向精度<限差→测航线拼接点→人工量测或修测内业加密点（自动匹配航线间的内业加密点）→自动匹配或计算航线内的加密点→相对定向结束→计算、修测地面控制点的像点位置→设定测图定向点→多项式平差→相邻测区接边、输出最后成果→测区加密技术。

3.4 内业数字化地形测量图

通过像片准备与定向工作以后，才能開展数字化地形地貌测绘工作。立体测图可以选择野外调绘完成后测图与内判测图完成后进行外业对照、补测与补调等方式。

结语：

随着城市化进程的不断推进，无人机摄影测量技术就在数字化地形测量中得到了广泛应用。但尽管我国无人机摄影测量技术已经获得了可观的成果，仍需不断的完善和优化。然而在系统安全性及相关配套设施的持续进步，无人机摄影测量技术在数字化地形测量中的应用效率，将获得大幅度的提高，这对我国测绘工作就有着十分重要的现实意义。

参考文献：

[1]徐灿.关于无人机摄影测量技术在数字化地形测量的运用分析[J].科技创新与应用，2017（16）：295-295.

[2]赵岩，张允涛，周涛.无人机摄影测量技术在数字化地形测量的应用[J].工程技术：文摘版：00100-00101.

作者简介：

王秀颖（1984），女，汉族，安徽省芜湖市人，测绘工程师，本科学历，本科在读，单位：华东冶金地质勘查局物探队。