无人机航空摄影测量在地形图测绘中的应用 李永岩

无人机航空摄影测量在地形图测绘中的应用李永岩
摘要：航空摄影测量改变了传统测绘方式，实现了城市地形图测绘的信息化、
自动化，尤其是当前流行的无人机航空摄影测量技术不仅可以进行三维测绘，还
进一步提升了地理信息数据采集的时效性、准确性。

文章通过分析无人机航空摄
影测量技术发展现状及特征，重点探究了其在城市地形测绘中的应用，以供同仁
参考。

关键词：无人机航空摄影；测量；地形图测绘；应用
1 引言
城市地形图测绘是城市建设与发展过程中的一项重要工作。

在城市地形图测
绘过程中，为有效确保测绘信的精准性，目前多使用无人机航空摄影测量技术进
行城市地形图测绘。

无人机航空摄影测量技术整合了计算机技术、数字通讯技术、3S技术等先进技术，是航测遥感领域的一项新技术。

该技术弥补了传统测绘技术
的不足，具有更高的精准度、时效性，且成本较低、航摄范围广泛，具有广阔的
发展前景。

2 无人机航空摄影测量技术发展现状
无论是在国家发展、城市建设中，还是在道路、桥梁工程项目建设中，测绘
都是制约其发展的重要因素。

目前，我国测绘技术已经从传统的测绘方式实现了
向无人机航空摄影测量的转变。

无人机航空摄影测量技术得益于计算机技术、自
动控制技术、数字通讯技术、数码相机技术、3S技术等的发展。

目前，城市地形
图测绘专用的无人机低空航摄系统普遍具有操控方便、自动化水平高、机动灵活、分辨率高、成本低等特点，能够适应城市地形图测绘的高分辨率、低空近景摄影
测量需求，对城市重点区域实施动态监测，对重点区域和设施实施应急保障和三
维数字建模，满足城市信息化建设对各类型尤其是大比例尺高分辨率基础地理空
间数据的需求，为城市中心和规划区域的大比例尺影像地图生产、数字高程模型
的生产、正射影像制作和DLG产品提供高分辨率清晰影像数据源。

3 无人机航空摄影测量的特征
3.1 机动灵活，操作简单
无人机航空摄影测量一般采用的是低空飞行测量方式，这就使空域申请变得
更加简便，不易受到气候条件的制约，同时也很少受到起降场地的限制而影响实
际测量，只需一段较为平整的路面便能进行起降开始测量。

一般情况下，航空摄
影测量的升空准备时间为15分钟，操作简单。

车载系统可在短时间内结合具体
的任务要求，实时获取10~200平方公里的航测结果。

3.2 获取影像分辨率高、精度高
无人机航空摄影测量的低空飞行优势，改变了传统测量方式下的卫星光学遥
感和普通航空摄影被云层遮挡，或被高层建筑遮挡而影像不清晰，测量结果不准
确等弊端。

无人机航空摄影测量可通过低空多角度摄影方式，得到建筑物多面高
分辨率纹理影像，获取的影像分辨率更高。

同时，无人机低空飞行，飞行高度为50～1000m，测量精度可实现亚米级，控制在0.1～0.5m，符合1：1000的城市
地形图测绘要求。

3.3 突出的时效性和性价比
当面对测量面积较小的大比例尺城市地形图测绘工作时，往往会受到天气和
空域管理的限制，若应用大飞机进行航摄，必然会增加测绘成本，而若应用全野
外数据采集方法成图，又会无形之中增加作业量，提高成本。

而利用无人机航摄
系统进行城市地形图测绘，则可充分利用其机动、快速、经济等优势，尽管是在
恶劣的环境条件下，如阴天、轻雾天等天气时也可以得到清晰的影像，实现了野
外摄影测量工作向内业的转变，且能够在短时间内完成测量任务，一般每天至少
几十平方公里的作业效率，大大提升了工作效率，也节约了成本。

4 无人机航空摄影测量技术在地形测绘中的应用要点
4.1 空三加密要点
在空中三角加密测量工作中，选择VirtuoZo数字摄影测量工作站完成相应的
观测工作，并采取PATB软件完成相应的平差解算。

在空三加密计算过程中，需
确保全部的基础控制点参与计算过程。

经空三加密计算，针对内业检查核实没有
错误的外业像控成果，直接应用外业测量数据为相关工序提供使用；针对外业没
有办法得到的像控成果，应用空三加密之后的成果资料提供下工序使用；此外，
针对空三加密期间出现的精度超限点位，需对其原因进行分析，外业成果存在错
误的，如果像控点处于加密区内部，应该剔除。

4.2 无人机航空摄影测量影像数据处理
无人机航空摄影测量影像数据处理，主要是对其航摄测量得到的数据进行参
数精化处理与DEM/DOM制作，其流程为：影像数据/GPS/POS数据下载→数据整
理→智能匹配处理→结合控制数据进行区域网平差→得到影像精确参数，并提取
三维地形信息→生成DEM结果，制作正摄影像→生成DOM成果。

从其流程来看，在结束数据采集任务后，首先从数据采集平台中下载影像数据、GPS、POS数据等，然后进行合理的数据组织整理，通过处理系统实现影像数据的智能匹配处理，匹配影像之间的连接点用于光束法区域网平差处理，利用控制数据进行GPS/POS
等辅助的区域网平差解算，进而获取影像内外方位元素的精确值，在该值的引导
下借助于密集匹配技术与三维DSM点云数据进行匹配，将滤波后的DSM点云分
类处理剔除房上点、树上点，继而获取我们所需的DTM点云，内插获取规则格
网的DEM成果。

最后，做好影像辐射空三处理与颜色改正后，通过DEM与影像
参数实现影像正射纠正处理，得到DOM镶嵌成果，编辑检查影像情况，得到符
合实际需求的高质量DOM成果。

4.3 DLG生产及外业操作
DLG又可以称之为数字线划地图（Digital Line Graphic），DLG是利用目前应
用过的各个地形图中的要素对空间各要素的关系和基本属性的收集和保存。

DLG
是一种科技性更高的地图，在日常的应用中发挥的作用也比较大，尤其对于无人
机的航空摄影测量的帮助性非常大。

DLG可以在最短的时间内形成专题地图，而
且在生产专题地图是使用的数据量也是非常小的，可以完全满足信息系统对空间
的分析和各种需求，更加方便于对信息和系统的分析与决策。

在利用无人机航空
摄影测量某一地区时，经常遇到这一区域内的地形比较特殊，导致在进行测量的
过程中，某一位置的摄影测量不准确或者是摄影测量不到位。

再出现这种情况之后，就需要放弃使用无人机摄影测量技术，采用传统的测量方式对此位置进行地
形图的测量和测绘。

也就是说，在对某一地区进行无人机航空摄影测量时，如果
出现了不能测量的位置就需要工作人员进行外业补测，进行外业补测的工作人员
也必须要具备良好的专业知识，并且在进行补测时确定好航空摄影测量的各项工
作是否完全符合操作流程，各个基本控制点的设置是否符合摄影的设定，在确保
这些流程和位置都符合要求之后在进行补测，最后结合补测的数据和结果对其进
行分析。

5 结束语
综上所述，无人机航空摄影测量技术作为一种明显优于传统测绘技术的新技术，具有机动灵活，操作简单，影像分辨率高、精度高，时效性强和性价比高等
特点，并已经成为测绘领域广泛应用的一种新技术。

无人机航空摄影测量在城市
地形图测绘中的应用，可进行三维数字建模，为城市规划提供高分辨率测绘产品，为城市应急任务提供所需的测绘资料，对城市重点区域进行动态监测。

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