无人机摄影测量技术在数字化地形测量中的应用

来源:用户上传      作者:龙凌媛

　　摘   要：国家综合实力的提升离不开经济的发展以及科学技术的支持，无人机摄影测量技术的应用打破了时代技术的局限，也突破了地形数字化测量的瓶颈。为了深入研究无人机技术在地形测量领域的应用，文章需要拓宽分析视角，从无人机摄影系统的内涵入手，找寻找无人机摄影测量的优势和特点，从而更好地研究其应用方法。就无人机摄影测量技术在数字化地形测量方面的应用，进行简要的分析与探讨，希望能够对有关人员的工作有所帮助。
　　关键词：无人机设备;测量技术;数字化地形
　　1    无人机摄影测量系统的内涵
　　1.1  无人机的发展历史
　　无人机的应用是飞机行业发展的里程碑。顾名思义，无人机的价值在于无人驾驶。利用无线电设备等技术远程直接驾驶飞机，或者利用车载计算机进行自主、自由的驾驶。无论哪种方式，都能有效地驾驶无人机。相比于有人驾驶的飞机，无人机能够执行的任务范围更加宽泛，且更具效果。一般来说，无人机按照功能和性能，可划分为军用和民用两大类。在军用方面，无人机主要分为侦查、幼儿、电子对抗、通信等类型，对军事发展、提高軍事能力有着极大的促进作用。在民用方面，无人机主要分为农用、监察、巡视、气象、勘探等类型，对提升人民生活水平、提高人民生活效率有着极大的推进作用。随着技术的发展，数字化地形测量得到了人们的重视，无人机测量技术能够在这一领域得到良好的应用，能够使人们更加精确、准确地掌握地形数字化信息[1-2]。
　　1.2  测量系统的组成
　　无人机摄影测量技术的应用，主要依托于完整的功能系统。在实际测量过程中，硬件与软件系统同时发挥效用，才能准确地测量出实际数据。在硬件系统应用中，无人机主要包括机载、监察等功能。在软件系统应用中，无人机主要包括飞行路线、摄影检测、远程操作、飞行控制等方面的内容。通过实现对航摄的细致检查、航摄面的覆盖范围以及信息数据的传递速度，就能有效解决无人机飞行时的稳定性问题。无人机作为没有驾驶员直接操作的飞行器，在测量物体时具有一定的技术难度。只要利用高分率等测量技术，就能快速、准确地捕捉地形数据，从而准确掌握地形地貌和各类物体的实际情况。基于无人机的测量系统技术，科研人员在该领域中不断地研究和探索，力求实现造价低、质量轻、体积小的无人机技术，依托其反应快、使用方便的特性，不断提升测量工作效率。通过加大无人机管制力度，不断科学、合理地应用无人机技术。
　　1.3  测量系统的性能
　　一般来说，无人机摄影测量离不开行之有效的系统性能。在实际工作中，GPS导航系统、检测与分析系统、数字遥感系统等需要共同发挥效用，才能在远程操作中游刃有余地驾驭无人机工作。为了方便研究，可以将无人机看成一个独立的飞行平台。从某种层面上看，无人机飞行平台主要有航摄、成图、测绘、数据分析、数据整合等性能。只有将无人机所有性能综合整理在一起，才能提高无人机摄影测量的作业效率。
　　2    无人机摄影测量技术的特点和作用
　　2.1  测量技术科学、高端、可靠
　　随着无人机技术的发展，摄影测量在数字化地形项目上有着较为广泛的应用。一般来说，无人机设备与载人机设备不同，它的飞行高度并不高，主要集中在50～1 000 m。就远近而言，无人机摄影属于近景拍摄范畴，能够满足数字化地形测量的根本需求。在数字化地形测量中，无人机测量技术展示出强大的科学性、可靠性以及高端性。
　　在测图工作中，无人机设备系统能够很好地发挥效用，更加快速、准确地完成测绘作业内容。依托可视化操作，对各种各样的地形特点进行集中捕捉和分析，然后再将所获得的信息进行集中处理，从而将信息更加直观地展示出来。无人机摄影是分析与研究地形测量的有效手段。例如，在深山茂林中，很多地方人们无法去实地测量，只能运用一些科学化的手段进行计算与估量。利用无人机搜索与检测，可以有效解决测量盲区等问题，不仅能够降低人测量的难度，还能提高测量的精确度[3-4]。
　　2.2  测量技术安全、稳健、迅速
　　从某种角度上看，无人机摄像测量具备一定的安全性、稳健性、便捷性。我国幅员辽阔，物资丰富，部分地形错综复杂。常规性的测量技术不能满足实际需要，也解决不了测量难点问题。例如，一些偏远地区受云层、积雪、狂风等特殊自然条件制约，不能进行实时的技术测量，从而无法掌握该地区地形特点，自然条件差、天气情况恶劣的地区，给使用卫星遥感数据系统带来了一定的困难。由于卫星遥感数据系统无法发挥效用，所测量的数据不够精确，不利于地形地貌的研究。一直以来，极端的自然条件已成为制约我国地形勘测项目发展的重要因素。但随着无人机设备的发展和系统技术大力的开发，无人机摄影技术完美地解决了因自然条件影响而导致无法测量的问题，也规避了一些不必要的安全隐患因素。
　　在实际测量过程中，无人机摄影测量技术自成体系，不会因航行高度、特殊地形地貌、恶劣自然条件等因素的影响失去测量效用，不仅提高了成像质量和效率，也迎合了数字化地形发展需要。
　　2.3  测量技术相对灵活、便捷
　　在地形测量方面，无人机设备的应用开辟了科学发展的新路径，不仅加速了测量技术的优化过程，还提高了测量的精确度。尤其是在无人机飞行过程中，其短小精悍的特征，给自身带来极大的灵活性，能够自由调整所需要的高度，从而方便精确测量。在无人机上升过程中，可以依托各项系统技术，寻找视角的清晰度，准确调整测量高度。在无人机下降过程中，可根据路面的平整度、顺畅度进行拍摄。通过分析与研究摄影的成像问题，再根据成像的清晰度，迅速整合出相关数据资料，从而方便人工探测，得出最终的测量结果。从某种角度上看，利用无人机设备，不仅实现了对地形和物体的准确测量，也保证了测量时的安全。由于在飞行过程中无人机上升与下降的自由性，以及测量时灵活、便捷的拍摄机制，能够无死角地分析地形与物体特点和性质，从而从根本上解决了数字化地形测量的难题。 　　2.4  测量效果精确，且值得信任
　　一般来说，无人机设备的研究与应用，开创了飞行测量的新标段。相比于传统载人飞机测量，无人机设备具有独特的技术优势。它的应用不仅缓解了人为探测的不安全性、不方便性，还提升了测量的精确度，促进了地形领域科学的研究与发展。从某种层面上看，随着地形测量技术的发展，数字化已成为地形测量时代的主流。21世纪是科技发展的飞速时期，也是飞行行业的黄金时期。在科研技术的带动下，无人机探索、无人机测量等技术得到了更深层面上的应用。由于测量效果更加精确、测量效率更高，大大减少了人们在测量时所投入的精力和不必要的资源、资金浪费。在无人机实际摄影测量过程中，实现了无死角的拍摄，就等同于提升测量精度。由于无人机自身优势，它可以依托现行的、先进的数字分析系统，快速摸索某一区域的形状，掌握该地区地形的内涵特点，从而依托精密的测量结果，实现对该区域地形的认知，解决后续资源开发与利用问题。
　　3    无人机摄影测量技术在数字化地形测量方面的应用方法
　　3.1  航空测量摄影
　　随着21世纪科学技术的发展，航空摄影测量技术变得越来越重要。无论是军事，还是民用，都能体现一个国家的综合实力。我国正处于民族全面崛起的关键时刻，无人机设备的应用无疑成了科学技术的一大突破，也成了地形测量的关键性因素。在航空测量方面，无人机测量技术的升华和系统机能的合理发挥，更加有效地解决了特殊环境下的成像问题以及相应的数据转化问题。依托摄影系统所拍摄的图片以及GPS定位系统，将所得的图片内容和位置信息进行有机的结合，逐步生成内涵丰富的图像信息。通过运用图像绘制与合成的技术手法，不断将成像中的内容进行整合，经过信息系统的分析与加工，生成准确度高、质效性强的数据影像，不仅大大提高了对特殊条件、特殊位置的把控能力，也保证了测量的及时性、稳定性、准确性。
　　3.2  像片测量与控制
　　从某种角度上看，像片测量与控制是无人机测量技术中的重点内容。像片测量点和控制点更是测量技术中的重中之重。在运用像片控制点时，有关人员需要重视技术范围、实际操作、参数分析、工作常态等问题。在技术范围方面，有关人员需要明确测量流动站等知识，保证所有的实际操作要在COS所控范围内进行，从而快速传输数据，实现测量结果最优化、质量最大化。在实际操作方面，测量人员需要充分研究无人机在飞行、测量过程中容易存在的问题，做好运用和维护工作，保证测量的有效进行。在参数分析方面，一定要重视利用测量手簿。通过找寻控制点，不断分析具体参数，实现数据转化的高效性。在工作常态方面，有关人员要加大对PTK工作站的管理力度，通过检测各系统的工作性能和状态，加大对每组数据的测量力度，一般为3次，从根本上减少测量结果的误差，提高检测、审查、核对能力。
　　3.3  三角测量技术应用
　　空中三角测量技术有着巨大的应用价值，也可以说它是把握地形测量的根本性问题。通常情况下，立体式的测量有助于提高观察能力和测绘水平。使用空中三角测量法，不仅可以利用以较少的控制点，实现整个系统加密的过程，还能提高高程、平面位置的协同性和统一性，从而从根源上提升摄影質量和效率。基于三角测量技术的特点，它虽然能够减轻无人机测量的工作难度，但由于缺少行之有效的控制点，不能掌握更多、更好的控制点，其结果会受到一定的、直接的影响。基于此，技术人员可以运用更加科学的手段，编写应用程序，在保证测量精确度的同时，提升自动化效用。利用数据系统计算地形的准确位置，不断提高各个系统的效用，就能保障系统设置的科学性、合理性，从而更具效用地实现和完成内定向的工作。
　　3.4  绘制地形地图
　　绘制地形地图是无人机设备的主要工作环节。为了保障地图绘制的精密度，有关人员需要深入研究数字化技术。在适当、适宜的条件下，利用航空拍摄法，不断优化清晰度、比例尺，逐步提升拍摄的全面性。例如，在对河流、水库、湖泊进行测量时，可以采用航空摄影测量法。通过直接观察测量目标，直接运算测量数据，进而得出更准确的测量结果。为了提升地图绘制的技术水平，有关人员还需要从无人机的工作原理、测量的方式方法、系统运用的有机结合以及地图地形绘制工作思路等方面入手，不断优化信息数据，在最大限度上提高图像地形和数据地形的统一度。另外，为了强化无人机设备技术，有关人员需要从飞行路径、飞行速度、飞行高度等方面进行把关。通过结合所拍摄的图片以及所分析的数字信息，制定出自身所需要的、满足工作需求的测量结果。
　　4    结语
　　数字化地形测量并非一项简单的工作，它需要技术人员依托无人机设备，及时、准确地测量地形，从根本上提高对地形的认知和应用。另外，随着无人机测量技术应用范畴的扩大，数字化地形测量变得越来越方便。通过技术人员的不断研究，各种地形测量技术的不断提升，相信未来中国无人机技术将会更上一层楼。
　　[参考文献]
　　[1]叶国锋.无人机摄影测量技术在数字化地形测量中的应用[J].河南建材，2019（6）：56-57.
　　[2]张红利.无人机摄影测量在数字化地形测量的应用[J].居舍，2019（33）：192，197.
　　[3]罗京华.无人机摄影测量技术在数字化地形测量的应用分析[J].资源信息与工程，2018（3）：118-119.
　　[4]王增超.无人机摄影测量技术在数字化地形测量的应用[J].城市建设理论研究（电子版），2017（31）：114.
　　Application of UAV photogrammetry technology in digital topographic survey
　　Long Lingyuan 　　（Nanning Exploration & Survey Geoinformation Institute， Nanning 530000， China）
　　Abstract：The improvement of country’s comprehensive strength is inseparable from the economic development and the support of science and technology. the application of UAV photogrammetry technology breaks the limitations of the times and technology， and also breaks through the bottleneck of terrain digital measurement. In order to further study the application of UAV technology in the field of topographic survey， this paper need to broaden the analysis perspective， start with the connotation of UAV photogrammetry system， find the advantages and characteristics of UAV photogrammetry， so as to better study its application methods. This paper briefly analyzes and discusses the application of UAV photogrammetry technology in digital topographic survey， hoping to be helpful to the work of relevant personnel.
　　Key words：unmanned aerial vehicle equipment; measurement technology; digital terrain
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