Regional Topographic Survey with UAV Aerial Survey Technology
郭敬 GUO Jing
（华北地质勘查局五一九大队，保定 071051）
（519 Team，North China Geological Exploration Bureau，Baoding 071051，China）
摘要：无人机航测技术是一种新型的航空影像测量技术，是对传统航测技术的一种有效补充，其特点在于作业的过程中成本不高，而且速度较快、灵活机动。在一些飞行困难或者小区域当中进行高分辨率影像获得的过程中优势非常明显，伴随当前无人机技术发展速度进一步加快，通过无人机机载数码相机进行拍摄测量。有机的结合数码相机成像技术以及无人机技术这样，可以在数字化地形测量的过程中开拓出一个新的方向，具有非常广阔的应用前景。
Abstract: UAV aerial survey technology is a new type of aerial image measurement technology. It is an effective supplement to traditional aerial survey technology. It is characterized by low cost in the process of operation, and its speed is fast and flexible. In the process of obtaining high-resolution images in some difficult or small areas, the advantage is very obvious. With the development of the current UAV technology, the speed is further accelerated, and the UAV airborne digital camera is used for shooting and measurement. The combination of digital camera imaging technology and drone technology can open up a new direction in the process of digital topographic measurement and has a very broad application prospect.
关键词：无人机；地形测量；航测技术；摄影测量；图像清晰度；应用
Key words: drone；topographic survey；aerial survey technology；photogrammetry；image sharpness；application
中图分类号：P228.4；V279+.2 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2019）23-0222-02
1 无人机航测系统的概述
在美国无人机技术最早用于进行军事用途，而当前中国在研究无人机方面获得了快速的发展，无人机航测系统主要是与先进的通信技术、无人机技术等相关技术相结合。在拍摄的过程中提取相关的信息，接着实时进行处理和分析，在进行实际运行操作的过程中需要以测量的环境以及地质要求相结合，合理的调整软件系统。通过无人机进行地形的测量，能够让测量过程中的准确性大幅度提高，并且让测量的时间大大缩短，提高测量过程中的工作效率，是一种较为先进的技术，然而当前无人机航测技术依然出现了很多问题，比如说所拍摄的图像不够清晰等问题，这些问题都较为常见，所以在研究无人机航测技术的过程中，还需要进一步的分析地形地势以及相关的测量要求，根据这些要求和技术细节合理的选择测量仪器设备，通过相关的措施不断的对测量的过程进行完善，对相关经验进行总结和分析，让无人机航测技术水平提高。
2 无人机航空摄影测量的特点
2.1 周期短、灵活度高
无人机在使用的过程中，其一大特点在于在飞行器飞行的过程中，不需要人员在内部进行操控，在控制的过程中主要是用无线的方式进行操控。在出现紧急任务的时候，可以随时对任务进行执行，广泛的监测相关区域并且形成准确清晰的图像数据。在此过程中单个无人机每周可以对1200平方公里的范围进行检测，与此同时无人机可以及时的总结处理检测到的信息资源，并且将相关的信息项管理基地当中进行传送，让工作人员的时间减少。与此同时和载人飞机相比无人机在起飞的过程中不会受到外界较大的影响，而且起飞时间短，在任务执行的过程中，需要考虑的外界干扰因素较小，在产生突发事件的过程中也能够高效的将任务完成。由于客观条件的影响，只需要进行飞行注册，让项目周期缩短，与此同时在起降的过程中对场地的要求也相对较少，操作非常灵活，在天气适宜的条件下，随时可以待命起飞执行任务。
2.2 分辨率高、数据准确
无人机可以搭载具有高分辨率的数字成像设备，通过低空飞行的方式采集相关的图像数据，采集到的图像数据具有较高的分辨率，图像分辨率通常条件下可以达到0.2米到0.5米，可以清晰的看到所测范围内的地形，在国内外这种分辨率的图像都具有非常大的优势，通过实验分析发现无人机在测绘的过程中获得的成果可以符合1：1000国家航空摄像测量的具体要求，与此同时无人机航测系统无论是小面积、低空间的地形还是大范围、高空间的地形都可以进行有效的检测，与此同时可以通过多架无人机共同进行监测，这样可以让监测过程中的效率提高。
2.3 飞行航线固定、成本低
无人机在飞行的过程中可以利用人工方式来进行数据的预测，在任务执行的过程中具有较为准确的角度、高度及飞行姿态。在地形测量方式的过程中优势非常明显，尤其对于一些容易改变的环境而言，可以实时的获得较好的监测效果。与此同时，无人机在运行的过程中不需要投入大量人力、物力进行保养和管理，在运行管理的过程中操作较为简单，而且运行成本较低，可以将无人机的作用充分发挥出来。与此同时，无人机在检测的时候可以获得相对较为准确的图像，通常条件下使用低空方式进行飞行，我国一般不对1000米以下的低空区域进行管制，这样在操作的过程中可以减少项目的操作流程、节约成本。
3 无人机航测地形测量的方法
3.1 像控点布设与相机检校
相片控制点指的主要是为了进行摄像测量而形成的控制点，在测图的过程中依照实地进行布设，依照当前的试验结果通过区域网的方式进行布点，在航线方面形成两条航线，平高点布设基线设置为12条。各个航线进行高程控制点的布设，在布设的过程中设置6条基线。
在进行测量的过程中一定要保证像控点各个目标影像清晰，方便进行立体测量和判断，在布设完像控点之后，需要通过相机全面的对其进行校验，以便让摄像的清晰度提高，保证相机在航测过程中的工作效率。
3.2 航空摄影
3.2.1 航线设计
需要对测区的地理环境进行分析，查找测试当中的高层建筑、水面以及一些军事设施，并且对测区当中的大小形状进行判断，合理的进行航拍飞行规划以及准备工作，对风向大小、云系高度以及光照强度等相关参数进行判断，并且与相机的焦距分辨率的要求和相互的参数相结合，与此同时还需要依照飞行过程中的海拔等因素对飞行航线进行计算。
航线依照从东向西的顺序进行直线飞行，在特定条件下可以依照地形的走向、河流或者南北走向进行飞行，在飞行的过程中一定要保证航线的稳定。
3.2.2 航测
在航测规定的时间段内选择一些云雾相对较少、空气相较好的时间段进航测，依照地形条件的区别合理的进行摄影时间的选择。
3.3 高精度加密计算
无人机在进行航测的过程中可以对相关信息数据进行处理和收集，可以通过相关的软件校正数码照片，这种图片在进行校正后，能够让坐标残差绝对值保持为零，在实际测量的过程中可以获得非常好的效果，另外还需要形成完善的测量区域，以便更好地依照要求处理相关的信息数据。在内定向的过程中可以通过边框来进行自动处理，对限差进行确认保证达到要求，最后进行数据的输出。在操作的过程中，可以通过相关算法利用自检校的平差方式将大气折光、地球曲率等一系列干扰因素消除，进而让保证数据的正确性。
3.4 内业测图和外业测绘
在内业测图的过程中，需要关注的问题很多，在操作的过程中主要是依照像控点数据通过空中三角测量方式对测图过程中产生的高程、平面坐标及控制量进行准确的分析和计算，如果在操作的过程中发现某些地方在测量的时候明显与实际情况不吻合，还需要利用无人机航测技术进行补测。对于航测过程中出现的一些果园覆盖区或者荒地，需要依照植被的高度完善数据，并且修正绘图过程中出现的错误数据，只有这样才能保证测图的准确性，尤其需要注意对一些电缆、电力线等独立物体的处理。总而言之，在实际操作的过程中需要进行准确测量，最后通过相关软件对获得的数据进行分析，形成完整的格式地图。
在进行外业测绘的过程中，工作难度较大，往往需要在实际打印好的地图上进行操作，并且在操作的过程中需要依照国家的相关要求和规定，积极调整测量的结果，只有如此才能确保测量过程中的准确性。
4 结束语
总而言之，无人机航测技术具有使用成本低、测量精度高、操作简单易学等诸多优势，在我国测量领域扮演着非常重要的角色，所以在以后无人机航测技术发展的过程中一定要加强研究，并且积极相关部门结合，获得详细的测量数据，为我国测量行业的快速发展打下坚实的基础。
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