无人机航空摄影测量在河道地形图测绘中的应用

康晓娟

安徽省淮河河道管理局测绘院 安徽 蚌埠 233000

引言

在无人机航空摄影测量技术应用时，基于无人机遥控操作控制器飞行至指定的测量目标位置，通过飞行器中的摄影设备对测绘目标对象进行航拍，开展河道地形图测施工，为相关技术人员提供详细的河道数据信息，能够提升工程测绘测量数据的全面性、精准性等，降低复杂地形测绘工作难度，实现测绘数据信息化分析。在河道地形图测施工中，基于无人机航空摄影测量技术能够降低外业测绘工作难度，同时保障测量数据的精准性。

1 无人机航空摄影测量技术应用优势

首先，无人机航空摄影测量技术应用过程中，其适应性较强，在使用过程中能够适应外界恶劣环境因素的影响，保证河道地形图测质量安全。其次，无人机航空摄影测量技术的应用成本较低，操作相对较为简单，同时无人机设备的体积较小，空间占用面积小。在低空过程中能够实现自动管控，降低河道地形图测量工作中的人工需求量，节省人工成本消耗，因此，无人机航空摄影测量技术具有降低河道地形图测成本的优势。另外，无人机设备在测量飞行中，能够满足不同型号相机的承载工作，实现多角度灵活拍摄，航拍的清晰度高，不会受建筑物以及云层的影响，保证航拍画面质量。同时，无人机即使在低空飞行中，也能够保证拍摄对象的清晰度以及精度，满足河道地形图测数据精度要求。

2 河道地形图测中无人机航空摄影测量技术的实际应用分析

2.1 布控科学的像控点

合理布置像控点位是保证无人机航空摄影测量技术高质量开展工作的关键，布置像控点对河道地形图测工作质量有着直接的影响，科学的像控点位是保证测量精度的关键。通常，在无人机航向或旁向5、6片重叠的区域甚至像控点，能够提升高航测像控点的利用率。如果在布点过程中，无人机旁向重叠区域的面积出现过大或者过小的情况，相邻航线无法使用公共相控点时，及时选择其他摄像布控点方式[1]。

2.2 空三加密技术

无人机航空摄影测量技术在河道地形图测中应用，空三加密技术占据非常关键的地位。但是，由于空三加密技术在实际应用中容易被不良因素影响，导致空三加密测量精度存在误差，影响河道地形图测整体工作质量。因此，加强空三加密技术应用控制是关键[2]。

2.2.1 影像预处理的技术要点。由于无人机的体积较小，在飞行中容易受到风力的影响，因此，在开展测绘工作中，通常选用搭载非量测相机为航拍的主要相机设备，进而产生随机畸变的情况较大。因此，为了保证无人机航拍或承重相机镜头出现畸变的情况，加强畸变数据误差控制，积极开展空三加密技术是关键。

2.2.2 干预模型连接点的技术要点。河道地形图测工作中，测量对象为水源地，在测量期间存在大量的水域，在无人机航空摄影测量技术应用中，利用空三加密精度进行检测，并对模型连接点残差数据解算，开展详细的分布以及强度检查。在无人机航空摄影测量技术在河道地形图测中应用，测量工作中存在大量的植被、船舶、滩地等阻挡物时，由于检测对象的特征不够突出，在测量中容易发生连接点操作失误的情况，发现失误操作后删除，并以手动操作的形式重新添加连接点。保证河道地形图测期间内模型的稳定性。如果测量区域被植被以及水域覆盖，测量数据判读工作难以开展，相关技术人员需要适当放宽判读标准要求。

2.2.3 删除不可信点技术要点。在匹配模型工作中，如果连接点的重叠度较小，那么该点为不可信点，由于连接点的重叠度只有2°时，只能与其中两张像片匹配，该点的可信度低，在空三加密期间删除不可信点。

2.2.4 量测控制点的技术要点。测量控制点是保证无人机航空摄影测量技术测量数据精准度的关键手段，结合河道地形图测的实际情况，选择科学的布控点测量技术手段，以人工方式为例，在地面控制点进行全面的测量勘察分析，再使用立体量测的方式进行检验，连接点提取分为人工提取以及自动化提取两种方式，其中当前较为常用的为自动化测量检验方式[3]。

2.2.5 空三测量精度控制的技术要点。自动完成连接点后，需要利用空三平差数据信息对连接点精度进行质量检查。由于平差阐述设置对空三平差控制精度有着直接影响，因此，在开展立体测量工作前，应积极开展空三平差精度检查，保证设置平差阐述合理性。在精度检查工作中，依次检验模型连接点位置、模型视差数据、控制点位置等精度参数，一一进行指标对应检查，保障精度能够满足空三加密技术要求。

2.3 利用无人机航摄技术对河道进行数字测图

当前，空三加密成果主要是依托于信息化设备以及软件，通过Impho软件自动生成，在结合Mapmatrix航天远景软件进行DL+G立体采集。在内业测绘期间，如果测绘对象的地貌等基础数据信息可以直接判读并进行采集，同时能够保证判读的精准性。另外，无人机航空摄影测量技术在河道地形图测施工中，要严格按照调绘计划开展相关工作，保证外业调绘以及内业调绘施工质量，及时进行补绘作业，为河道地形图测提供全面精准的数据信息[4]。

3 工程案例

3.1 工程概述

为了满足淮河流域河道综合治理可行性研究、堤坝工程建设、河道水量、资源管理、水质情况等相关工作稳定开展，以淮河安徽区域一段河道为对象，开展无人机航空摄影测量技术，开展河道地形测绘工作，全面获取数据信息，制定数字线划图以及高程模型，能够对河道附近的地形及高程信息进行详细的测绘，能够对河道的安全和监控起到重要的作用，对未来河道规划和河道确权都要重要的意义。

3.2 无人机航空摄影测量技术应用流程

在河道地形图测中，制定完善的无人机航空摄影测量技术应用流程，能够提升技术管理水平，保证各项手段能够落实到位，保证图测数据信息的精准性。在无人机航空摄影测量技术实际应用中，需要配备两套设备，一套使用一套备用，一辆汽车，一小组为3-5人组成。另外，在开展无人机航空摄影测量技术前，相关技术人员积极开展设备质量检查，重点检查无人机飞行器的运行状态，保证无人机航空摄影测量技术稳定开展，降低无人机设备在使用过程中发生故障的风险。在准备工作完成后，开展无人机航空摄影测量技术作业。

3.3 无人机低空摄影测量的优点和缺点

无人机航空摄影测量技术是我国新时代的技术手段之一，是以信息技术为基础，针对河道开展全面的数据测量工作，其明显优于传统的测绘技术，首先，无人机航空摄影测量技术的适用范围较大、监测范围以及距离较广、空域飞行申请便利、施工操作简单。其次，无人机航空摄影测量技术在使用中网络平台搭建的成本消耗较少，系统升级维护以及设备运行成本控制简单。另外，无人机设备的体积较小，便于长途运输以及携带。同时，无人机设备的应用效果佳，在测绘工作中，能够快速扫描测量对象，并在短时间内完成成像操作，精准度高，能够满足用户的需求。但是，无人机航空摄影测量技术在使用中存在一定的弊端，如果利用非专业的相机设备，相机镜头存在畸变的风险，进而影响河道地形图测数据精准度[5]。

3.4 应用效果分析

淮河安徽河道区域进行地形图测，采用无人机航空摄影测量技术，图测区域总面积为65.9km2，飞行长度为67km，无人机飞行高度控制在500m，沿途设置60多个航拍布控点，采用RTK技术进行测量，将其测量数据与无人机航空摄影测量数据进行对比，其对比结果如表1所示。

表1 控制点计算值与测量值差值

通过表1数据可以看出，在该河道地形图测中，无人机航空摄影测量技术的测量结果精度达标，满足河道地形图测要求。传统的航空摄影测量技术虽然发展时间较长，但是，整体的测绘效率以及质量与无人机航空摄影测量技术存在明显的差距。GodWork是采用统一的单位以及参数变化算法，基于河道地形图测的实际情况构建模型，在采用空三加密技术，对模型展开全面的检查分析，严格控制连接点控制，避免模型出现平差以及视差的情况，保证空三成果精度符合相关规定要求。此外，还可以开展立体测图，加强测量数据管理，及时将图测数据报告上传至信息管理部门。

4 结束语

通过上述分析可以看出，无人机航空摄影测量技术在我国工程测绘中占据非常关键的地位，将其与河道地形图测相结合，以信息技术手段为基础，通过无人机设备以及相机化设备，对测绘河道对象展开详细的测量工作，将采集的数据上传至信息系统中，结合智能化技术实现数据自动化分析处理，为河道地形图测提供详细的数据信息。