张 宁

（华北地质勘查局第四地质大队，河北 秦皇岛 066000）

近年来，随着我国经济体制改革的不断深入，城市化建设进程明显加快，建筑工程也在逐渐增加，各级部门对于大比例地形图的需求不断扩大，并且对于地形图的精度也有着更高的要求[1]。过去传统的测量方式主要依靠人工，这种方式不大怒耗费大量的人力物力，具有较大的工作强度，而且其外业工作效率很低，所绘制的大比例地形图精度也不够准确，根本难以满足日新月异的测量需求。随着地理信息技术的革新发展，无人机航空摄影技术顺势而生，这种小规模测量方式，相比大传统的大飞机航测，便利性更高、受到气候环境因素影响较小，而且可以进行低空飞行。通过专业性的摄影测量系统，能给大大提高测量精度，航拍影像分辨率能给达到0.05m，当经过后续的加工处理，可以将其制作为多种满足国家使用需求的数字产品。无人机航空摄影技术在工程测量领域的广泛应用，为该领域的健康发展做出巨大贡献。但是在实际测量过程中，需要注意几点问题，要对无人机航空摄影技术的使用规范性和方式方法进行合理把控，确保测量技术得以有效发挥。

1 无人机航空摄影技术概述

无人机航摄系统具体组成包括数码相机系统、无人机飞行平台、地面保障系统、飞行控制系统等。其工作原理就是通过先进的无人驾驶飞行器技术、通讯技术、遥感技术以及定位技术等来完成遥感数据的传输、处理和分析。将无人机作为飞行平台，搭载专业数字航测设备来进行拍摄和记录，目的是获取到超高精度和分辨率的航空影像，之后将影像信息传输到数据处理系统，对其进行后续处理加工，从而绘制成工程测量领域各类比例尺的地形图[2]。随着社会的发展，信息化技术不断完善升级，无人机航空摄影技术也有着巨大的突破。其精度和效率都有着不小的提升，已经成为行业各界所热议的焦点话题，也是航空遥感技术未来的发展方向。无人机航空摄影技术的应用优势可以分几个方面：第一，运输组装便捷。对比以往的航空摄影模式，无人机航测根本不需要专门机场调运、调配，而且可以利用小型汽车装载运输，随时随地安装使用。第二，受到环境气候因素影响较小。结合多年来的使用经验，只需要确保勘测区域没有降雨情况，并且风力小于4级就可以开展测量工作。另外，无人机航空摄影技术还具有云下摄影的功能。第三，起飞方式多样化。无人机不需要设定专门的机场和跑道，在普通公路上即可完成起飞操作。第四，避免空域管制。传统航空测量方式较为繁琐，在手续阶段花费大量时间，采用无人机航空摄影技术，节约时间节省精力，基本上可以实现随时起飞。第五，作业成本低。传统航测方式需要驾驶员驾驶，每一个飞行员的聘用成本都比较高昂，在采取无人机航空摄影技术，只需要人们在地面操作即可，不仅仅购买和作业成本较低，其后续的维护管理成本也很低。另外，无人机航测不需要使用专业航拍设备，人们利用普通的单反便可以当做影响获取的传感器，也可以降低一部分的资金成本。

2 无人机航空摄影测量技术发展现状

随着我国经济建设水平不断提高，使得无人机航空摄影测量技术也得到进一步革新和突破，凭借其优良的性能得到各个行业的认可，应用范围逐渐扩大。在美国航空航天局也会在农业测定、森林火灾监测以及海洋上遥感定位等均会应用到无人机，其作用不言而喻[3]。在我国，许多单位在无人机航空摄影方面有着许多技术层面的探索研究工作，为后续的工作人员积累了丰富的研究经验。西安大地测绘责任公司研发出多种无人机遥感系统，主要是由无人机摄影硬件系统和其他软件系统构成，在该技术的应用下，让我国一部分地区在获取高分辨率的彩色影像的构想成为现实。青岛某无人机遥感技术企业，经过多年的探索研究，终于研发出国内首个50kg级“TJ型无人遥感快速监测系统”，是一套专业性非常高的民用遥感监测系统，能够提供海洋遥感服务。在2003年，国内研究院设计出 UAV RS-II型低空无人机遥感监测系统，实现了无人机的半自主和全自动。发展至今，国内无人机发展以及较为成熟，在各个领域都有着广泛的应用。自2009年开始，国家向各个省份地区发放UAVRS-10B类型的无人机， 该无人机荷载只有5kg，续航时间为1.5小时，基本上可以实现所有的测绘工作和保障工作。近年来，随着我国现代化城市建设进度的加快，应用无人机航空摄影技术一定会对城市的发展建设提高强而有力的测绘保障。

3 无人机航空摄影测量技术应用的技术要点

3.1 在数据采集与处理环节要确保精准性

无人机航空摄影技术在使用过程中，对于数据采集和处理环节一定要谨慎对待。首先，在利用无人机对测绘区域进行拍摄时，地面的操控人员一定要对航拍影像实时监控，如果画面出现模糊失真，及时进行调整，确保航拍影像的清晰度和分辨率。操作人员对无人机的飞行状态进行调整或者对系统进行调节都可以达到调整画面的要求，这种操作对于无人机操作人员的专业技术水平有着较高的要求。其次，将所拍摄的影响数据传输到软件系统中，进行图像的分析处理工作，这时需要对处理技术严格把控，选择正确有效的处理方式。另外，对于测量数据影响处理的技术要求比较高，所以这项工作也要安排专业性较强的人员操作，进而确保测量数据分析结果的价值性和准确性。

3.2 强化质量控制，并对拍摄结果严格检查

需要注意的时，在使用无人机进行航拍测量时，应该对拍摄质量严格控制。首先，在开展无人机航空摄影测量工作之前，制定出一套系统、完善、科学的航拍方案。可以先进行拍摄模拟操作，对拍摄过程中所存在的问题进行分析，及时改正，这样可以保证方案在正式应用后整体拍摄过程的精确度和稳定性。另外，在无人机航拍过程中要严格主要每个阶段的衔接，确保工作的连续性，从而提高拍摄质量。其次，完成无人机拍摄工作后，要对航拍影像进行检查，查看画面是否准确、清晰度是否满足要求，如果存在画面不清晰或者拍摄不准确的情况，应该立即重新拍摄，并且在拍摄全过程中严格监管，必须要确保航拍影像的质量，这样对于后续的影像处理也有着一定的便利性。

4 无人机航空摄影测量技术在矿山测量中的实际应用

4.1 工程概况

本次工程位于芜湖市某矿区，在西南方位，平均海拔高度为800m，适合应用无人机航空摄影测量技术，本次任务测量面积为25km，航拍影像分辨率为10cm。通过现代化无人机航空摄影测量技术来对矿区进行测量，并将所收集的数据信息根据1:2000的比例尺绘制地形图[4]。矿山工程地势平坦，周边没有大型障碍物，应用该测量方式能够得到较高的精度。

4.2 基本流程

第一，利用无人机对该地区进行航空拍摄。在拍摄之前，要对矿区的地质条件、环境气候以及测量面积等因素进行综合考虑，确保此次拍摄工作得以正常进行。本次工程选用华测P700E型无人机，具有较高的精度，而且无人机续航时间可以达到2.5小时，航行速度最高都达到90km/小时，最大荷载量为5kg，无人机身上装载像素为3500万的数码相机，设定相机焦距为35mm，根据事先规划好的航行路线进行拍摄。需要注意的是，在航拍过程中，需要将控制地面分辨率为5cm，航片倾角小于5%，而且偏角不得高于15%，这也是应用无人机航空摄影测量技术的基本要求。当完成航拍工作后，能够获取到清晰、饱满的影像，为后续的地形图制定提供数据参考。

第二，像片控制测量。由于本次测量区域地形较为特殊，所以设计人员制定出区域网布设方案，经过模拟试验，确定该方案切实可行。其中，根据两条或者两条以上的平行线作为本次航拍的主要航线，之后依次布设平高控制点，并在每一对像控点位置处设立标准点位设计，需要注意的是，每个标准点之间距离不得超过4条平行线。除此之外，为提高加密像控点的精确度，应该在不规则区域网中的凸角处添加平高点，在凹处位置设定高程点。同时，为确保加密控制点的质量符合设计标准，并对矿山工程的实际开采情况进行综合分析，可以采取控制高程点的方式实现精准测量。

第三，全数字空中三角测量。在矿区工程航拍过程中，三角测量是应用非常频繁的测量方式。在实际工作中，为了提高无人机航空摄影测量的精确度和有效性，必须要对测量区域和环境气候、地形条件等全面分析，选择最为合适的测量方式。引入先进技术，所应用的拍摄器材都是当前社会最为前卫的高精密影像拍摄和处理系统，有着非常强大的数据处理分析功能。在这些精密设备基础下，能够在没有人为因素影响的情况下实现对成千上万张影像的高效处理，从而绘制为二维地图和三维模型。另外，还能够自动化完成初始影像的校准工作，使得航拍影像的精度得到提高。

第四，数据采集，利用MapMatrix全数字摄影测量系统完成本次的数据采集工作，不需要额外的人工资源，系统可以自动化处理，在数据采集后直接对其进行收编入库并对所需的数据信息进行处理。其中，数字线划图和数字正射影像制作以及立体模型建立是本次工作的重点内容。

第五，精度检测。根据《基础地理信息数字成果1:500、1:1000/1:2000数字线划图》的具体要求，与本次测量结果相对比，得知实地测量数据结果符合设计标准。如下表1所示，为数字线划图精度检测结果。如下表1所示。

表1 数字线划图精度检测结果

5 结论

总而言之，本将无人机航空摄影测量技术应用到矿区测量中，通过实际案例，能够证实该技术对于工程测量精确度、安全性以及便捷性等都有着非常显著的作用。在航拍过程中，要做好准备工作，特别是在设计阶段，要对测量区域的地势条件、环境因素等特点进行全面分析，从而规划合理的航行路线，保障航拍影像的清晰度和准确度。