浅析低空航空摄影在大比例尺地形图测绘中的应用

浅析低空航空摄影在大比例尺地形图测绘中的应用

展恩涛

山东慧创信息科技有限公司 山东临沂 267000

摘要：近年来，经济的发展，促进我国科技水平的提升。随着科技的发展，低空摄影技术结合传统航空摄影测量技术与高科技技术手段，具备灵活性、高效性等多种特点，被广泛地应用于我国的灾害监测、农业植保以及地形图测绘当中。在地形图测绘当中应用无人机低空摄影测量技术，风险更小、成本更低、时效性更强。在地理信息数据获取过程中，比较常用的技术手段是中小区域数据采集工作，在大比例尺地形图绘制过程中应用新技术，能够有效提升地形图绘制的精确度，提升作业效率。本文就低空航空摄影在大比例尺地形图测绘中的应用展开探讨。

关键词：低空航空摄影；大比例尺地形图；应用

引言

低空航空摄影现在已经广泛的应用于大比例地形图测绘、文物修复、环境监测保护、灾害区域分析和自然资源管理等领域。其数字产品地表分辨率可以满足较高精度的工作需求，但在大比例尺成图中，存在高程及其他精度无法满足建设要求的缺点，提高低空航测成图高程精度是亟待解决的问题。

1航空摄影测绘概述

随着近代测绘技术的不断发展，其与航空摄影相结合逐渐出现了一个新的分支体系，这就是航空摄影测量技术。这种技术具体来说就是通过从空中的俯视角度实施拍摄从而完成测绘工作；相比于传统测绘技术，航空摄影可以在更大视野条件下完成测绘，所以其应用效果迅速受到了业界的认可。航空摄影测绘也因为可以得到多样化地图形式，以及非常宽广的测量面积的优势，使其在测绘领域中的应用越来越广。通常所谓的航空摄影测量，主要利用的是飞机，或其他飞行设备，将航摄器材在飞行器上固定好，然后飞行器按照制定的线路飞行，在这个过程中完成预定的拍摄任务。飞行器上的航摄器材会对地面影响实施连续采集，然后工作人员再使用这些采集获取的数据，构件三位立体模型，最终形成不同规格、不同形式的地图。航空摄影整个过程包括了多个阶段，不同阶段有其不同的功能和目标。一般将其为分为航测外业和航测内业两个部分。外业主要包括了数据信息的采集、提取、联测以及统一调节；内业主要包括对影像的具体处理以及三维结构的搭建。

2无人机航拍摄影测量技术的主要应用特点

在测绘行业当中应用无人机航拍测绘技术拥有诸多优势：首先跟卫星测绘技术相比较，无人机航拍技术测量的时间更短，同时也能够为用户提供较多的测量信息，并且无人机的航拍技术测量价格更加优惠，技术应用性价比较高，同时在作业范围更加广泛。其次，无人机航拍技术跟其他的人工测绘技术相比较，更加省时省力，工作效率更高。在通常情况下无人机航拍技术都是地空条件飞行拍摄，因此相对来说受到气候条件影响比较小。无人机能够安全的经过一段平整的路面之后起飞降落，对于起降场地来说要求比较低，无人机的操作也比较简单，因此应用性能比较强。在使用过程中只需要按照测量任务的标准要求进行运输管理即可。无人机航拍技术每天大约能够完成数百平方公里的航测任务。在无人机航拍技术使用过程中，可以携带数码相机进行彩色数字摄影，能够提升地标信息的获取速度，同时也提升了数据的精确度，能够让地表得到超高分辨率的数字图像以及影像等，形成三维正射影像图以及可视化数据图等。在综合应用能力方面，无人机航拍技术拥有较好的作业效果，能够跟卫星遥感测绘、航空测绘以及地面检测等一起共同施工作业，为工程施工提供了更加精确的数据依据。

3低空航空摄影在大比例尺地形图测绘中的应用

3.1全面采集测区影像数据

低空航测应用于大比例尺地形图测绘中，最关键的一个步骤就是影像数据的采集，这样一步骤也是无人机优势真正得以体现的部分。首先要做好全面充分的准备工作，检查无人机的状况是否正常，检查相机参数设置无误，检查SD卡装载无误等等，确保能够完成数据采集并安全储存；还要对无人机的航向定位系统展开全面的检测，确保无人机的航向与预想设定的相同；另外，务必要检测无人机的信号接收和发送系统是否正常，只有这样无人机才能够有效被操控完成数据采集，并将数据传输回地面。在对无人机全面检查没有问题以后，可以使用相应的软件来设置测区区域，重点要针对不同区域设定航行线路和高度。也可以在GPS技术的协助下，通过POS技术来控制无人机姿态，从而以外方位元素为基础完成相关坐标的测算，同时再结合相关辅助数据处理技术，可以是测绘的精度得到进一步的提升。并且在IMU技术、GPS技术的应用协助下，还可以实施全域航测。需要特别说明的是，无人机的实际飞行高度、航线以及气候状况等有可能会对POS信号有一定影响。另外要保证采集的影像重叠率至少为85%，这样才能够保证数据精度和全面性。

3.2像控点布设

像控点是影响航摄成图数学精度的主要因素，也是航测内业控制点加密和测图的依据，一般选择有代表性、地物特征比较明显的点。像控点布设在航向旁向重叠的区域内，并需要额外布设一定数量的点。像控点的布设密度和具体位置等要求在《低空数字航空摄影测量外业规范》中有具体的操作标准。

3.3进行空三加密和模型的建立

根据连接点在航空摄影测量像片中的位置和少量地面控制点的像方坐标及其物方坐标，通过平差计算，求解影像的外方位元素和连接点的物方空间坐标。空中三角测量主要包括双拼影像区域网平差和单独影像的区域网平差，选择均匀分布于航测区域的5-6个像控点进行刺点平差，其他像控点可通过预测功能确定位置以达到快速测量的目的，平差方式选择的是平差软件XSFM，探测粗差并剔除，查看平差报告，采用WGS-84坐标系下的控制点坐标进行平差，高程精度相对较低，转换为中国2000坐标系，进行二次平差，比对两次平差精度。

3.4大比例尺地形图绘制

针对经过处理的数据，对其实施计算转化进而得到DOM数据，将其输入ArcGIS软件中，在软件的作用下完成环境要素、构筑物要素的模型构建。然后通过三维模型来对影像数据、地貌信息展开对比分析，并完成大比例尺地形图的绘制。在这个过程中需要强调的是，北侧区域高程数据的获得中，务必要对实测数据和DSM模型数据综合应用；并在软件的作用下实施相应的计算分析，最终输入图像以完成测绘作业。

3.5内业编辑

航测线划图经野外调绘补测，将新的数据和信息添加到航内数据判绘采集的原始文件中，这时文件中的几何数据只是数字化地形的原始数据在数据保真的基础上进行了几何图形的处理，以实现数据的数学精度和几何精度的统一通过对地形图进行注记、修改、接边处理、检查，形成最终成的数字线划。

结语

综上所述，低空航测技术是一种非常便捷、灵活的航测技术，而且能够获得非常精确的测绘效果，所以在大比例尺地形图测绘工作中有很高的应用价值。使用低空航测技术，可以是数据采集的全面性、时效性都得到显著提升，而且对于测绘人员来说，工作强度也得到了大幅降低。因此，对于测绘人员来说，要不断总结低空航测技术的经验，用于创新，使其应用范围继续得到大范围拓展，从而为测绘事业发挥更高的价值。

参考文献

[1]徐勇.低空航测在大比例尺地形图测绘中的应用探究[J].世界有色金属,2019(2):243+245.

[2]张德博.低空航测在大比例尺地形图测绘中的应用探究[J].科学技术创新,2019(26):32-33.

[3]牛红艳.低空航测在大比例尺地形图测绘中的应用探究[J].世界有色金属,2019(16):188+190.