蔡安宏

(江西省瑞华国土勘测规划工程有限公司 江西南昌 330000)

近年来，社会经济的稳步发展，很大程度上带动了我国工程建设事业的发展。在工程建设过程中，测量是必不可少的一个工作环节。为确保测量结果的准确性与科学性，则需采取现代化测量技术方法。例如：在数字化地形测量过程中，可以合理应用无人机摄影测量技术，发挥此项测量技术的优势：可靠性好、灵活性强、安全性高等，有助于数字化地形测量结果准确性的提高，并为工程建设工作项目开展提供有效数据支持[1]。鉴于此，为充分发挥无人机摄影测量技术的作用，全面提高数字化地形测量工作的效率与质量，本文对“无人机摄影测量技术在数字化地形测量的应用”进行分析探讨。

1 无人机摄影测量技术的特点和优势

无人机航摄测量技术在测量工程领域应用广泛，特点优势鲜明。其中，无人机即利用无线电遥控设备或者机载计算机程控系统进行操控的不载人飞行器。其在结构方面比较简单，且应用成本比较低，可以使有人驾驶飞机执行的任务高效完成，对于有人飞机不适宜执行的任务也能够高效完成，尤其是在突发事件、预警等工作中的作用显著。从无人机摄影测量技术应用优势层面分析，主要体现在以下方面。

1.1 可靠性好

无人机摄影测量作业通常是处于50～1 000 m高度范围内的飞行任务，以近景航空摄影为依据，使相应的测量任务执行完成，其测量精度可达0.1～0.5 m，可使测量工程项目在数字化地形测量作业中的精度要求得到有效满足。与此同时，在合理使用无人机的基础上，可进行可视化拍摄作业，能够将拍摄区域、位置、飞行轨迹、海拔高度等各项信息内容准确显示出来。需注意的是，在无人机摄影测量过程中，主要任务有飞行和拍摄两项。确定无人机拍摄目标之后，利用系统图将无人机摄影测量过程的飞行任务轨迹显示出来，进而可以对遗漏的拍摄点及存在重叠情况的拍摄区域进行仔细分析，在分析讨论后，可进行重拍、补拍，以此使摄影测量任务完整、高效完成[2-3]。由此可见，无人机摄影测量技术可靠性较好，在数字化地形测量工作中值得借鉴与应用。

1.2 灵活性强

在工程测绘工作开展期间，合理应用无人机摄影测量技术，具备灵活性强、受气候、地域环境等影响较低的优势，可以确保测量作业顺利、有序进行。无人机可在短时间起飞，操作简单、灵活，通常在地形摄影测量上1 d可以完成200 km2的摄影测量任务。

1.3 安全性高

在既往工作中，工程测绘会使用传统的卫星遥控技术，但是测量工作过程容易受到一些外在因素的影响，比如云层因素、地形因素等，使测量结果的准确性难以得到有效保证；同时，还会对工程测量工作人员的人身安全构成一定威胁[4]。无人机摄影测量技术安全性更高，在无人驾驶测量的基础上，可以按照测量规范要求执行工程测量任务，保证测量作业的效率及精度。工作人员只需按照既定轨迹线路操控无人机，在此情况下能够保证工作人员在测量工作中的安全性。图1为无人机摄影测量现场工作局部图。

2 无人机摄影测量技术测图原理、方法及原则

为提高无人机摄影测量技术的应用价值，在工程测量工作开展期间，需了解其技术测图原理、方法及原则。具体叙述如下。

2.1 测图原理

在工程测量工作开展，利用无人机摄影测量技术其测图基本原理为：对地面中的地形、地物等相关物体的三维坐标加以明确，对相关信息进行详细描述，进一步传输至计算机系统当中，利用计算机绘图技术进行处理，并按比例输出和工程保持一致的地形图[5]。从航摄测量单相片测图层面分析，其原理为使中心投影实现透视转变；从立体测图原理层面分析，即在实际投影期间实现几何反转。

2.2 测图方法

在无人机航摄作业过程中，其测图有以下3 种方法。

2.2.1 综合测图法

在地形比较平坦的区域进行大比例尺测图作业，在单张像片测图中，这种测图方法较为适用。在综合测图过程中，需合理应用摄影测量技术与平板仪器。通过综合测图，能够对平板仪器测量出来的地面确定的高程、等高线，进一步根据航摄影片信息，对地面点所处的平面位置确定下来。

2.2.2 全面测图法

全面测图法适合测量山地使用。在全面测图过程中，需在立体测图设备内部将立体像布置好，在构建微小型地面几何模型高的基础上，对构建完好的地面几何立体模型进行合理应用，以此有效开展相应的测绘作业，进一步对地面点所处平面位置、高程、等高线等信息加以明确，最终得出清晰、准确的地形图。

2.2.3 分工测图法

在丘陵地形区域，分工测图方法适合使用。在分工测图过程中，需分别获取平面位置和高程等信息数据[6]。对于地面点所处位置、高程、等高线等信息，需应用立体测图测量设备。

2.3 测图原则

在无人机摄影测量技术应用过程中，需明确空中三角测量的基本原则，即在空中三角测量作业开展需校准定向点与标记点，结合测量工作实际要求，合理应用测量设备相关元素数据信息。与此同时，基于空中三角测量作业开展前期，工程测量单位需结合航空摄影质量书、野外操作控制图表、具体的工作流程等，执行测图任务，以此提高空中三角测量工作的规范性，进一步使空中三角测量结果的准确性得到有效保证。

3 无人机摄影测量技术在数字化地形测量的具体应用要点

为提高数字化地形测量工作的效率及质量，有必要合理科学地应用无人机摄影测量技术。此项技术的具体应用要点包括以下几个方面。

3.1 布设像控点

在数字化地形测量工作开展期间，合理利用无人机摄影测量技术，需将像控点布设好，保证布设像控点清晰、明确。需注意的是，像控点布设活动复杂程度高，期间需注意区域网布设质控，并对像控点进行科学测量。在区域网布设过程中，必须合理应用平高点技术，并将4 条基线设置好。倘若处于偏远地区开展测绘作业，则最少需要设置6条基线，同时将≥2条旁向跨度基线设置好，以此使测绘工作的精度得到有效保证[7]。若测量工作区域存在不规则特征情况，在区域网布设过程中，在拐角区域位置，需另外布设平高点。此外，在像控点测量过程中，需合理应用全球定位系统（Global Positioning System，GPS）技术、实时动态载波相位差分（Real Time Kinematic，RTK）技术，测绘工作人员还需合理应用相关测量设备工具，通过网络系统和GPS-RTK系统的联动，全面提高像控点测量结果的准确性。

3.2 空间三角测量

在数字化地形测量工作开展过程中，为确保测量结果的准确度，需做好空间三角测量作业。通过空间三角模型的构建，并根据相关理论，对加密点进行合理布设，进一步展开测量任务作业。基于加密点布设过程中，需选择测量区域内较为突出的位置，并将各加密点之间的距离做好标记，以1∶1 000 的比例尺为例，在地图上加密点距离需控制在＞1 mm。在山谷、河道等区域测量作业开展期间，需对航测节点的标准高度差合理提升，以此确保测绘作业的稳定性及可靠性[8]。在布设好加密点之后，进一步展开空间三角测量作业，即在做好测量前期准备工作的基础上，明确定向，并传输测量数据。在空间三角测量过程中，测绘工作人员需对航测像素精度充分控制，结合测量工作项目具体情况，对精度控制要求进行合理调整，以此使空间三角测量成果符合工程项目要求。图2为空三加密测量作业工作流程图。

3.3 地形数据分析

在数字化地形测量工作中，应用无人机摄影测量技术，需做好地形数据的分析。一方面，获取相关地形信息后，需合理利用计算机软件对地形数据进行分析，例如：可对CAD 等相关软件合理应用，在进行数字化建模的基础上，使获取的各项地形信息得到有效转化，为数字化地形测量工程项目的图像数据分析工作提供有效支持。另一方面，将获取的地形数据传输到系统之后，系统以自动配置的方式得到DSM 数据，进一步利用数据滤波对DEM地形图像进行优化处理。此外，系统通过对航拍测量模块的优化，可对其中存在的错误信息及时纠正，最终获得正射影像数据。

3.4 外业补测

在数字化地形测量工作开展期间，无人机摄影测量技术的应用价值颇高，然而若处于复杂地形工程测量作业期间，存在很难获得全面地形信息数据的情况。为了使能够获取更为完整的地形测量信息数据，则需进一步开展外业补测作业。在补测过程中，测绘工作人员需针对之前利用无人机摄影测量的内容展开校验处理。结合实践工作经验来看，在外业补测期间需选取小范围测量区域，对航拍测量内容进行校验，通过对比分析，找出当中存在的误差问题[9-10]。值得注意的是，测量工作人员需针对测区具体地形情况进行分析，将测量隐蔽点、困难点找出，然后组织开展人工外业补测作业活动。在外业补测的基础上，进一步提升整体测量结果的准确性。

3.5 无人机航摄质量控制

在数字化地形测量工作开展期间，应用无人机摄影测量技术，需加强无人机航摄质量控制，具体质量控制要点如下。

3.5.1 起飞前检查

无人机航摄之前，需做好起飞前检查，确保检查后，无人机可以按照既定轨迹稳定、安全化升空，执行飞行任务。（1）在滚转检查作业过程中，需保证滚角和陀螺零点准确，其中右滚数值需为“正数”；（2）在俯仰检查过程中，需确保脱落俯仰角和零点均为向上正值；（3）在水平检查期间，需安装好飞控系统，合理设置滚转角和俯仰角，确保能有效控制无人机飞行姿势；（4）在转速检查过程中，相关工作人员需用手转动发动机，然后通过对地面站的观察，判断转速是否符合飞行标准；（5）在空速检查过程中，工作人员需利用手将空速管前的气流遮挡住，倘若数值趋近于“0”，则表示正常，若数值未发生任何变化，或数值增加，则为异常；（6）在震动试验过程中，通过若干中转速的分析判断，对发动机传感器数据的跳动情况进行仔细观察，倘若有大幅度跳动情况发生，则需实施相应的减震处理措施；（7）在GPS定位检查过程中，需确保启动到GPS定位时间≤1 min，倘若定位时间＞5 min，则需进一步对GPS天线进行检查，通过检查，处理存在的异常情况，以此确保GPS定位的准确性。

3.5.2 地面站监控

无人机升空之后，地面站须立即对无人机的飞行状态进行监控；与此同时，无人机操作人员须认真观察无人机的飞行线路、高度、轨迹等信息，通过预设的飞行轨迹等信息，分析判断无人机是否处于正常飞行状态；若飞行异常，须及时处理，确保通过地面站监控，无人机能够正常飞行，进一步保证无人机摄影测量成果的准确性、可靠性、真实性。

3.5.3 现场数据整理及检查

在无人机摄影测量作业任务完成之后，相关工作人员需对现场采集的数据进行认真整理及检查，例如：分析判断相关航线记录值与实际飞行影像数据有无保持一致；影像数据与曝光点数据信息有误保持一致；等等。当然，还需将原始数据在信息系统中存储好，通过数据整理分析，进一步以具体的航行数对各条航线的影像进行装载，保证其数量相同。此外，需做好质量检查与补飞作业，由现场航摄工作人员根据检查记录统计表，明确补飞区域，通过补飞保证工程测量数据信息的完整性，为后续工程建设工作的顺利、有序开展提供客观科学的参考依据支持。

4 结语

综上所述，无人机摄影测量技术的特点优势鲜明，可靠性好、灵活性强、安全性高，需了解无人机摄影测量技术测图原理、方法及原则，并在无人机摄影测量技术应用过程中，合理布设像控点，做好空间三角测量、地形数据分析、外业补测等作业。此外，还需加强无人机航摄质控，做好起飞前检查、地面站监控、现场数据整理及检查等质控工作，以此确保无人机摄影测量技术应用价值的充分发挥，进一步全面提高数字化地形测量工作的效率与质量。