无人机摄影测量技术在数字化地形测量的应用

无人机摄影测量技术在数字化地形测量的应用摘要：随着智慧城市发展规划、建筑景观设计、智慧旅游城市建设等理念在我国的逐步引入和实施，人们对打造真实的城市三维模型产生了极大的兴趣。在此背景下，无人影像设备应运而生。目前，与传统的三维建模方法相比，基于摄影测量的无人机三维建模具有明显的优势。无人机摄影测量在数字化地形测量中的应用效果直接影响到整个三维模型的质量。主要分析无人机摄影测量在数字化地形测量中的应用，以提高无人机摄影测量的应用效果。关键词：无人机摄影；数字化；地形测量前言数字地形测量是我国地理信息测绘工作的重要组成部分，通过对我国各地区地形条件的详细调查和考察，获取准确完整的数据，为相关工作提供科学的数据支持。通过将无人机摄影测量技术应用于数字地形测量领域，实现了地形图像的自动，智能化采集，数据采集和数据处理。无人机在重量，体型，成本等诸多方面具有非常明显的优势。此外，其操作简单，能快速到达测区，完成地形测量制图任务，通过无人机摄影测量技术，解决了传统地形测量中的难点问题，提高了地形测量的精度和全面性，为地理信息制图的发展提供了有力的支持。1无人机摄影测量技术相关理论概述1.1无人机摄影测量技术的原理无人机航摄技术以无人机航摄系统软件为技术载体，集成了航摄图像，无人机遥控图像遥测，无线传输和视频监控图像处理等多种航摄技术。使用无人机进行高空飞行控制作业，配备通用数字和空中测量观测设备技术，用于航空工程应用的与地形有关的遥感制图，借助信息技术和数据处理系统，利用无人机对航空摄影采集的工程相关地形遥感地图图像进行分析处理，利用数据系统进行后续分析处理，从而设计出满足各种高空航空摄影技术要求的遥感地图产品。1.2无人机摄影测量系统的构成无人机主要分为飞行控制模块、遥感设备及空地无线通信模块、地面站。具体内容如下：（1）飞行控制模块。该模块的主要作用是通过飞控系统执行飞控计算，利用高度、导航框架精确计算和控制飞机的航向、高度和速度，使无人机始终保持水平、稳定状态。（2）遥感设备及空地无线电通信模块遥感设备上传感器获取的图像，无人机可以直接回收后查看。无线通信用于传输无人机的飞行状态参数，同时允许地面操作员根据指令控制摄像机拍摄。（3）地面站。地面操作人员可以根据接收设备、接收机判断无人机的飞行状态，在需要进行调整飞行姿态、飞机预着陆等操作时，利用遥感器的信号对无人机进行控制。2无人机摄影测量技术的特点和作用无人机摄影测量技术是用无人机进行航空摄影，利用高科技遥控设备进行地形测量，利用高分辨率照相机，红外扫描仪，激光扫描仪，磁场探测器等遥感设备获取地形信息。通过接收这些设备的图像信息，并将其返回给相应的连接计算机，对图像信息进行详细的统计处理，然后经过分析合成可以形成一组高分辨率的地形图像。利用无人机摄影测量进行地形测量，以更突出的设计和不断改进的结合，可以将高空成像技术，遥控技术，摄影技术和计算机图像信息处理技术集成成一套完整的数字地形测量技术。2.1可靠性无人机在进行摄影测量时，飞行高度相对较低，高度约为50-1000米，这属于低空飞行，属于近距离空中摄影测量。无人机摄影测量精度已达到亚米级，测量精度范围通常控制在0.1m~0.5m，满足了数字地形图制图的精度要求。因为无人机摄影测量在数字地形测量中的应用是非常可靠的。在进行无人驾驶飞机摄影测量时，系统设计目标包括：在进行无人驾驶飞机摄影飞行任务时，需要根据地形范围制定飞行计划，包括飞行路线和航空摄影点。在无人机的飞行过程中，能够对拍摄的地形进行实时成像，包括动态显示元素，包括实时显示成像点位置，成像范围覆盖，无人机飞行方向，当前经纬度和高度坐标，最重要的是完成飞行任务和成像任务。无人机完成成像任务后，可以在系统电子地图上显示完整的飞行轨迹，便于分析成像缺失点和成像干扰率高的区域，从而快速发现需要重新成像的区域，提高测量精度。2.2安全性由于我国地域比较辽阔，地形地貌比较复杂，各地天气气候也不尽相同，有些地区受积雪，常年云层等气候因素的影响，给传统的卫星遥控技术带来了很大的局限性。传统卫星遥控技术的使用往往受到云和地形的影响，造成测量误差，甚至使地质研究人员和飞行员面临重大风险，并在测量时容易在边境地区产生边界安全问题。针对这些问题，利用无人机摄影测量可以有效地解决这些问题。无人机不受飞行高度和地形的限制，无人机摄影测量精度明显高于人工飞行的飞机射击质量，提高了测量效率。2.3灵活性无人机的摄影测量通常在相对较低的高度飞行，空中飞行应用也很方便，而且受天气影响较小。无人机对起降位置的要求也很低，通常只要路面平坦就可以实现起降。而且在用无人机进行地形测量时，不再需要考虑飞行员飞行的人身安全，从而提高了摄影测量的质量。无人机摄影测量技术在获取测量数据时对场地的地理区域和气候条件要求比较低，便于摄影测量人工探测某些交通不便的区域，提高了工作的灵活性。该无人机起飞仅需一刻钟，操作方法比较简单，仪器转移十分方便，每天可完成近200km2的地形摄影测量。与传统的卫星遥控测量技术相比，无人机摄影测量技术具有两大优点。一是数据存储非常灵活，可以随时随地保存数据，二是可以在短时间内完成摄影测量，可以及时完成摄影测量任务，提高工作效率。3无人机摄影测量技术在数字化地形测量中的应用3.1像控点的布设从我国迄今在地形测绘活动中实际应用的几种无人机测绘系统的技术状况来看，整个地形测绘需要充分利用空间三角测量技术，以保证地形测绘的测量精度。通常，该技术的实际应用主要基于三维空间的三角形密码模型，可以结合国际密码学相关理论合理设计各种密码检测点，完成后续的各种密码测量处理活动。我们在分配需要编码的位置时，通常需要注意在每个测量距离区域中选择一个比较突出的位置，同时对每个需要编码位置的测量距离进行特别精确的标注。例如，当加密比为1：1000时，加密地点的直线距离及其在地图上的值应控制在1mm以上。对于重要河流，河谷等边远地区的节点制图，可以优先考虑提高航测对象节点制图的标准差，即提高精度，以有效保证测绘对象的高稳定性。3.2三角测量在利用无人机摄影测量技术进行数字地形测量时，空中三角测量利用航空数码相机进行更精确的测量。采用这种测量方法时，不需要人工干预航空相机数字图像的内部定向设置，系统可以自动运行，也可以自行进行一些相关计算。在航空相机测量中三角测量是受控的，需要选择人工的连接段来顺利完成相对方向。使完成测量带连接和测量模型连接成为可能，进而调整遥感技术中的接触点和影像控制点，这样就可以满足遥感技术对比例尺绘图的要求，实现更精确的制图。3.3成像测量对于已知区域，在应用无人机摄影测量进行测量的同时，必须首先设定测量范围。对航空成像质量和全球定位系统信息进行了调整，航空成像数据和地面测量数据进行了合并转换，以获得该区域的真实制图信息。遥感技术运行时，需要对影像控制点进行特殊标注，利用导航系统中的测量技术对影像控制点控制的测量区域进行精确测量，在使用影像控制点时，精确定位必须符合规定。一般应在道路拐角处或斑马线设置控制点等现场控制点，并将控制点设置在特征和信号明显的地方，测量时应在控制点上作一定标记，并绘制相关位置关系图，以利于日后测量。此外，测量时应注意地形图边缘的处理，确保相关测量图能保持精确控制，同时相关工作者应严格检查和复核测量结果，保证测量结果的正确性和准确性。3.4立体采编测量在采用了上述测量步骤后，需要利用情况来获取与数字地形测量相关的信息，并对其进行统一编辑。在使用无人机进行射击和测量时，必须保证采集线数据和物体线节点的精度，以保证立体信息获取的准确性。在一些特殊的环境中，等高线和地平线必须用手绘来收集信息。在测量区域内房屋结构信息时，需要找出房屋结构屋面边缘点，然后利用现场测量对屋檐测量结构进行修正，并利用自动化直角对房屋测量结果进行修正。有些地方可能没有被测量，所以标记应该是好的，将来在现场采集测量的同时可以很容易地找到测量的位置，可以保持特征测量的完整。此外，对于某些区域，可采用无人机操作进行成像，借助自检，自稳定功能，对专门设计的图像进行干涉处理和校验，以机械变形纠正误差，边缘位置的补偿摄像机也可通过姿态角旋转提高测量精度。4 结语无人机摄影技术对数字地形测量具有重要意义。有了这种智能摄影技术，突破了传统地形测量的诸多局限，解决以往地形测量在时间，空间，精度，成本等方面存在的问题，提高地形测量效率，获得更全面，准确，可靠的测量数据，利用相关领域的数据处理系统，促进地形测量的创新发展，为我国地理测绘工作提供十分有力的技术支持。参考文献[1]赵岩,张允涛,周涛.无人机摄影测量技术在数字化地形测量的应用[J].工程技术(文摘版),2021(2017-5):292-292.[2]徐灿.关于无人机摄影测量技术在数字化地形测量的运用分析[J].2021(2017-16):295-295.[3]龙凌媛.无人机摄影测量技术在数字化地形测量中的应用[J].无线互联科技,2020,17(7):3.[4]李想.无人机航空摄影测量技术在地形测绘中的应用探析[J].智能城市,2020,6(1):2.[5]刘艳祥.无人机航空摄影测量在地形测绘中的应用研究[J].名城绘,2019(6):1.[6]邢政.数字化地形中无人机摄影测量技术的应用[J].中国高新区,2019,000(015):23.