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无人机摄影测量技术在地形测量中的应用

摘要：无人机属于一种比较先进的飞行设备，已经广泛应用到地形测量工作中。这项

测量技术在应用时，融合了高分辨率的数码相机设备和红外扫描仪等设备。可以对区域内

的地形信息进行全面的获取，通过计算机设备，对已经提取到的图像信息进行系统性的处

理，并且按照精度要求绘制地形图。本文就无人机摄影测量技术在地形测量中的应用进行

相关的分析和研究。

关键词：无人机测量技术；地形测量；应用；分析研究

一、无人机测量技术内涵分析

（一）无人机摄影测量系统组成

无人机摄影测量系统主要包括两个组成部分，即硬件系统及其软件系统，硬件系统主

要包括监控系统、地面站设备、机载系统、航摄设备及其无人机系统几个组成部分；软件

系统主要包括飞行控制、数据处理、远程监控、摄影检查以及航线规划几个部分。无人机

摄影测量系统能够实现航摄工作的快速开展，保障数据的有效处理，同时有助于改善测量

过程中的飞行问题。无人机测量系统属于无人驾驶，具有较高的分辨率且成本低，在这一

系统的辅助下，能够帮助测绘人员在短时间内获取大范围的区段实物，通过影像的精准性

进一步提升测量效率。就目前来说，无人机测量技术主要包括的功能有：拍摄区段、获取

数据及其进行数字化测图，无人机测量技术能够获取更加精准的测量点，保障测量与预先

方案的统一与协调，其操作流程极为简便，适用于多种区段的测量工程中。

（二）无人机测量技术的原理

无人机测量技术的基本工作原理为光线的直线传播及光线的空间交会，明确其三维坐

标，同时获取具备代表性的能够用于描述地形的数据信息，之后通过数据的实时录入，以

计算机分析及其处理所得数据，然后通过绘图系统显示原始地形中的地形图，完成地形测

绘的基本任务。无人机拍摄的单像片测图原理即中心投影的透视变换，立体测图的基本原

理即几何反转。

二、无人机航空摄影测量技术优点

（1）可靠性。无人机为低空飞行，飞行高度在50~1000m，属于近景航空摄影测

量，摄影测量精度达到了亚米级，精度范围通常在0.1~0.5m，符合数字化地形测量的测

图要求。系统的设计目标是：在执行航拍任务之前，按照作业需求自动完成飞行计划的制

作，包括飞行路线和航拍点的布设等；飞行过程中，实现拍摄作业的实时可视化操作，动

态显示的项目包括当前拍摄点的位置、相幅覆盖范围、飞机当前飞行方向、飞机当前经纬

度坐标以及海拔高度等，以辅助操作人员高质量地完成飞行及拍摄任务；飞行作业完成之

后，可以在电子地图上重现飞行过程、分析漏拍和不符合重叠率要求的区域，迅速找出需

要补拍的区域，必要的时候可以根据分析结果立即进行补拍。

（2）安全性。我们国家面积辽阔，地形和气候复杂，很多区域常年受积雪、云层等

因素影响，导致卫星遥感数据的采集受一定限制。传统的地形测量手段受云层和地形的影

响，容易出现误差，且对地质科研人员和驾驶人员还有一定的危险，在边境地区也存在边

防的问题。而无人飞机就很好的解决了这些问题。不受航高、地形地貌限制，成像质量、

精度都远远高于人驾飞机航拍和地质科研人员的测量。

（3）灵活性。同传统的测量工作相比，无人机摄影测量技术具有极高的灵活性，主

要体现为：第一，无人机设备在航拍过程中大多采用低空飞行的模式，在飞行地域的申请

工作上较为方便，同时，它受气象因素的影响较小，能在实际测绘过程中保持较高的测量

精度；第二，无人机设备的起飞和降落过程对场地要求较小，在实际操作中可仅仅依靠一

段平坦的路面就可以实现起飞和降落；第三，利用无人机进行航拍摄影工作，无需估计人

员的自身安全，使工作人员可以将更多的精力投放到人工低于探测工作中来，因此，无人

机摄影测绘技术凭借其灵活性高的特点，大大提高了数字化地形测量工作的效率。

三、地形测量中无人机航空摄影测量应用分析

1.像控点布设。再利用无人机航拍装置进行地形测量时要保证像控点的布设清晰，能

够根据像控点进行立体式判断和丈量；此外，还应该确保所布设的操控点能够实现共用，

确保其布设位置在航向的五六片推爹范围之内，而控制点到相片的距离在1.5厘米范围之

内。高程控制点的布设应该选择较为平整的地区，高程崎岖度要求较小，以平和山头为最

佳，尖锐山顶以及沟壑地区均不能作为其操控点布设位置。最后，像控点的布设要充分考

虑到环境因素、地理位置的影响，尽可能在测量地区选择出最佳布设点。

2.航空拍摄。（1）在利用无人机