無人機(jī)大比例尺地形圖的測量流程及其應(yīng)用

唐國賦 邱春光

摘要：無人機(jī)低空攝影技術(shù)具有較高的時(shí)效性，并且具有較低的成本和風(fēng)險(xiǎn)，所以其被廣泛應(yīng)用到農(nóng)業(yè)植保、應(yīng)急救援、地圖測繪及災(zāi)害檢測過程中。在城市中小區(qū)域中實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)收集，已經(jīng)成為現(xiàn)代獲得地理數(shù)據(jù)的主要技術(shù)手段。大比例尺地形圖是項(xiàng)目建設(shè)選址、設(shè)計(jì)及施工過程中的基礎(chǔ)，建個(gè)全新的技術(shù)作為依托，對測量精度進(jìn)行保證，實(shí)現(xiàn)更加高效且方便的地形圖繪制，對傳統(tǒng)作業(yè)模式進(jìn)行改變，提高競爭力。本文分析地形圖更新的技術(shù)方法，并且研究無人機(jī)在使用過程中的測量流程。

關(guān)鍵詞：無人機(jī)；大比例尺；地形圖；測量流程

在實(shí)現(xiàn)大比例尺地形圖信息獲得方面?zhèn)鹘y(tǒng)一般使用PTK、全站儀等測繪儀器實(shí)現(xiàn)工作，在山區(qū)或者半山區(qū)項(xiàng)目中其周期較長，并且效率較低，具有較高的風(fēng)險(xiǎn)。在無人機(jī)測繪技術(shù)及處理平臺不斷更新的過程中，全新的測繪方式結(jié)構(gòu)較為簡單，并且成本較低，能夠?qū)崿F(xiàn)危險(xiǎn)區(qū)域測繪及快速檢測，所以被廣泛應(yīng)用到各種測繪任務(wù)中。所以，本文就介紹了無人機(jī)大比例尺地形圖測量的流程。

1 地形圖動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)滾動(dòng)更新方法

動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)滾動(dòng)封更新方法就是結(jié)合動(dòng)態(tài)更新及整體修測，實(shí)現(xiàn)地理信息系統(tǒng)及圖面的封更新聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)地名、地物的有效更新，測繪過程中的工作量是根據(jù)測繪面積進(jìn)行計(jì)算。比如就某城市300k㎡面積1：500地形圖進(jìn)行動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)滾動(dòng)更新，其主要分為五個(gè)測區(qū)，項(xiàng)目工期為兩年。地形圖修測要在開始階段的半年之內(nèi)實(shí)現(xiàn)測區(qū)整體的修測，并且根據(jù)相應(yīng)的規(guī)定將首批成果進(jìn)行提交，之后每個(gè)月的月底將修測成果進(jìn)行提交。在原則方面分析，建筑物竣工一個(gè)月之內(nèi)要實(shí)現(xiàn)地形圖修測更新【1】。

如果修測的面積較大，那么就通過實(shí)際測繪的面積進(jìn)行，并且對首次提交的此面積范圍中的每平方米的全站儀測點(diǎn)數(shù)量進(jìn)行提交。

對消防栓、電桿等獨(dú)立的地物進(jìn)行零星檢測，對城市設(shè)備部件、建筑物、樹木及地名調(diào)查等檢測過程中根據(jù)實(shí)際的全站儀測點(diǎn)及條數(shù)進(jìn)行計(jì)算。

測量過程中的工作量統(tǒng)計(jì)要每個(gè)小組都能夠完成一幅圖，測繪單位每個(gè)月要上報(bào)工作量。

地形圖修測數(shù)據(jù)質(zhì)量技術(shù)使用入庫前一圖實(shí)現(xiàn)更新修測，為了能夠?qū)崿F(xiàn)地理信息系統(tǒng)的實(shí)時(shí)更新，就要對于入庫附加信息進(jìn)行單獨(dú)的創(chuàng)建層，比如道路中心線，以此有效實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)更新。此種方法的主要優(yōu)勢就是測繪單位能夠根據(jù)實(shí)際的工作量進(jìn)行結(jié)算，管理較為方便，具有較強(qiáng)的地形圖現(xiàn)勢性，地理信息及地形圖都能夠?qū)崿F(xiàn)同時(shí)的更新，并且其他的地理數(shù)據(jù)庫也能夠?qū)崿F(xiàn)更新。但是統(tǒng)計(jì)工作量及檢查工作量要花費(fèi)大量的時(shí)間[2]。

2無人機(jī)大比例尺地形圖的測量流程

2.1航空攝影

使用從東西向飛行，平均的航攝比例尺為1：23533，地面平均高度為1350m，要滿足1：2000成圖要求。

2.2影像資料分析

航線的間隔和旁向重疊度為30%-40%，航向重疊度在65%-75%之間，沒有存在拍攝漏洞，航向超出社區(qū)3-6條基線范圍。像片的旋偏角<8°，傾斜角<4°，無人機(jī)商社熊它能夠飛行質(zhì)量滿足標(biāo)準(zhǔn)需求，航攝影像較為清晰，并且沒有云影等遮擋，滿足設(shè)計(jì)的需求。

2.3像控點(diǎn)的布置

在布設(shè)像控點(diǎn)的過程中，要在航線方向中根據(jù)10-15條基線進(jìn)行布設(shè)，在旁向中根據(jù)2-4條基線進(jìn)行布設(shè)。布設(shè)像控點(diǎn)要能夠?qū)Τ上穹秶M(jìn)行控制，并且還要保證測段銜接區(qū)域不存在漏洞。在布設(shè)像控點(diǎn)之后，要對布點(diǎn)示意圖進(jìn)行繪制，從而進(jìn)行內(nèi)業(yè)加密及存檔[3]。圖1為某城市的四等基礎(chǔ)控制測量網(wǎng)圖。

2.4像控點(diǎn)的測量

像控點(diǎn)坐標(biāo)可以利用全站儀等儀器實(shí)現(xiàn)測繪，像控點(diǎn)施測需求及進(jìn)度要根據(jù)常規(guī)航測作業(yè)的規(guī)范進(jìn)行開展。本次像控點(diǎn)測量利用雙頻GPS接收機(jī)實(shí)現(xiàn)，控制點(diǎn)屬于加密一級GPS控制點(diǎn)，為了能夠使像控點(diǎn)測量結(jié)果的可靠性得到提高，在將所有像控點(diǎn)測量完成之后到參考站中存儲。實(shí)施測量的現(xiàn)場對點(diǎn)位進(jìn)行拍照，并且實(shí)現(xiàn)成點(diǎn)位信息表的制作，從而使內(nèi)業(yè)加密使用。如果像控點(diǎn)數(shù)據(jù)檢查合格，可以對其進(jìn)行處理，基線使用Compass靜態(tài)處理軟件實(shí)現(xiàn)處理，以此得到此片區(qū)的線控結(jié)果。

2.5高程檢測

根據(jù)相應(yīng)的規(guī)范及設(shè)計(jì)需求，對于高層小變化的裸露區(qū)域及特殊位置使用三角高程作業(yè)方法實(shí)現(xiàn)高程標(biāo)記點(diǎn)的檢測，檢測過程中要包括測區(qū)的大部分區(qū)域，并且還要能夠滿足地形圖檢查及驗(yàn)收數(shù)量和分布的密度[4]。

2.6外業(yè)調(diào)繪

在業(yè)內(nèi)勾繪大比例尺地形圖結(jié)果，將其進(jìn)行打印成為作業(yè)調(diào)繪工作底圖。根據(jù)技術(shù)設(shè)計(jì)的進(jìn)度標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)實(shí)地復(fù)查檢測。外業(yè)調(diào)繪作業(yè)內(nèi)容主要包括內(nèi)業(yè)的判讀檢查、注記地理名稱的調(diào)查、房檐改正、建筑物的層數(shù)等，補(bǔ)全判讀錯(cuò)誤或者漏掉的信息。

2.7地形地物的補(bǔ)測

受到航測天氣、季節(jié)及實(shí)地遮擋等情況的限制，對于由于高低遮擋或者其他因素導(dǎo)致業(yè)內(nèi)無法實(shí)現(xiàn)的地形地物及航飛之后新添加的地物，可以使用解析測量方式實(shí)現(xiàn)補(bǔ)測及調(diào)繪[5]。

3結(jié)束語

無人機(jī)低空攝影測量技術(shù)具有短、快、平的優(yōu)勢，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)快速且高效的工作任務(wù)，還能夠有效節(jié)約工作人員及時(shí)間等成本。在現(xiàn)代攝影系統(tǒng)及飛行平臺不斷改進(jìn)的過程中，數(shù)據(jù)處理軟件也在不斷的提高，此技術(shù)在測繪領(lǐng)域中也會發(fā)揮更加重要的作用。通過本文研究表示，無人機(jī)低空攝影測量能夠有效滿足1：20000地形圖制作規(guī)范的進(jìn)度需求，并且還能夠有效節(jié)約工作周期，使安全風(fēng)險(xiǎn)得到有效的降低。以此也表示，基于空域許可及操作規(guī)范的背景下，此種作業(yè)模式屬于優(yōu)選模式。

參考文獻(xiàn)：

[1]孫亮，夏永華.基于無人機(jī)傾斜攝影技術(shù)測繪大比例尺地形圖的可行性研究[J].價(jià)值工程，2017，36（8）：209-212.

[2]王湘文，于啟升，王雅鵬.無人機(jī)低空攝影測量系統(tǒng)在大比例尺地形圖中的應(yīng)用[J].地礦測繪，2013，29（1）：34-36.

[3]戴中東，羊遠(yuǎn)新，孟良.低空無人機(jī)在高原大比例尺地形圖測繪中的應(yīng)用[J].工程勘察，2016，44（11）：50-55.

[4]韓立欽.無人機(jī)航測技術(shù)在大比例尺地形圖更新中的應(yīng)用[J]. 礦山測量，2016（1）：64-66.

[5]楊宇青.無人機(jī)在貴州山區(qū)大比例尺地形圖測量中的應(yīng)用研究[J].科技資訊，2015，13（2）：52-53.