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[摘 要]低空无人机航摄技术大比例尺地形图测绘技术的应用是我国技术人员了解地质情况的重要手段，测绘成果对于国防建设与经济建设都有重要影响。现阶段，地形图测绘可以用于城市规划管理、土地管理、海上定位与水下地形测量等许多方面。下文就低空无人机航摄技术大比例尺地形图测绘中的应用做了简要分析
[关键词]低空无人机；航摄技术；大比例尺；地形图；测绘；应用
中图分类号：TH38 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）28-0176-01
引言
地形图就是运用规定符号，并根据固定比例尺，来表示地貌与地物平面位置的图像。现阶段，我国大多以图解的方式来使用传统地形测图，将所得到的数据转化成图形，传统测绘方式需要消耗比较多的人力，已经不适用于很多技术要求比较高的应用领域。现阶段，加大低空无人机航摄技术大比例尺地形图测绘技术的应用是地形图测绘的主要发展方向。
1低空无人机低空摄影测量系统的优缺点
低空无人机在对地形图进行测量时有着快速、便捷、准确、高效等特点，尤其是大范围地形图的测制，低空无人机的优势体现得尤为明显。当然，低空无人机也有其局限性，对地下光缆、地下输油管道等隐蔽设施，或是被植被茂密的区域，低空无人机无法精确数据成果。因此，为了确保地形图最终测量结果的准确性，相关人员须将传统测量和低空无人机测量配合使用，这样才能够充分发挥出低空无人机的作用，提高测图的效率。
1.1低空无人机低空摄影测量系统的优点
低空无人机具有快速高效、机动灵活和分辨率高、处理效率快三大优势，且机身轻便灵活，有较高的承载力，对起降场地的要求较低。低空无人机低空摄影测量系统应用广泛且灵活、投入成本较小经济效益可观；该技术对于1∶5000、1∶10000地形图测量的精度完全能够满足，在作业中因像控点布设的不同、模型分区的不同等因素将会产生不同的结果，作业中，相关人员需注意接边误差，尽量采用Inpho软件自动处理，配合人工匹配、人工检查使空三成果更加可靠。
1.2低空无人机低空摄影测量系统的缺点
1.2.1像幅小且基高比小
传统航空摄影使用最多的是23cm×23cm和18cm×18cm两种规格的胶片，而像幅尺寸与胶片大小有直接关系。低空无人机航摄系统使用的非量测数码相机的像幅很小，航摄时需设置成最大像幅模式，以便更好的利用像幅面积。当使用低空无人机进行航摄作业时，因其像幅大小仅为36mm×24mm，这就使航摄基线变短，基高比变小。这就意味着空中三角形的稳定性变差，解算精度下降。此外，数码相机拍摄的影像像幅比传统胶片的像幅小得多，单张像片所覆盖的地表面积较小，增加了像片的总量。在对像片就进行内业处理时，像对模型的数量增多、模型间的接缝、切换等上作量增大。
1.2.1姿态不稳定
小型低空无人机飞行平台自身的特性决定了它在低空飛行时容易受到气流的干扰。传统摄影测量采用有人大型飞机，飞行时受气流影响小姿态比较稳定。只要姿态角在±30度内，航向重叠度达到60%、旁向重叠度达到30%就满足精度要求。同样的天气状况，低空无人机平台的姿态角会达到±100度或者更大。由此可知，低空无人机影像重叠度都要比传统航摄影像的重叠度大很多，通常相关人员将航向重叠度设置为70到85%、旁向重叠度设置为35到55%。以此来保证航摄影像的质量和后续处理成果的精度。
2低空无人机航摄技术大比例尺地形图测绘中的应用
2.1低空无人机航摄系统
系统主要由机载部分和地面部分组成，其中机载飞控系统主要包括飞控、电池组、GPS天线、电台、RC接收机、通讯天线、空速管。飞控系统可与北斗、GPS、GLONASS等进行组合导航，通过预设的航带参数，进行等距离、定点拍摄。低空无人机低空摄影测量技术是近年来新型的一种地形图测绘技术，拥有广阔的应用前景，其包含影像获取和外业控制测量、技术设计、内业数据处理等具体方面，低空无人机地形图测绘工作流程如图1所示。其参照指标为平面位置较差不能超过三厘米，高程较差不能超过五厘米。最后，工作人员取平均值作为最终成果，如果精度达不到要求，工作人员就需要重新测量。
2.2地面站控制系统
地面站控制系统包括数传电台、地面站软件和便携式计算机。控制系统通过控制软件实时显示飞行器飞行数据和定位信息，在获得飞行数据和获取坐标的同时，借助计算机的地面站软件得到飞行航迹和参数，实现低空无人机遥控导航盲飞，低空无人机能实现定高自动驾驶，可预先输入航迹，实现自动按航线飞行执行任务，也可随时更改航迹任务。
2.3航线及像控点布设
采用区域网法布设，平地的第一条航线和最后一条航线布点的基线数跨度不大于8、重丘陵地区基线数不大于16、微丘陵地区基线数不大于12、中间航线布点基线数跨度不大于15，航线之间布点按照隔航线布点。整个网的四角及不规则网端点应布点，四角偶点应是双点。网内像控点在目标不易选择时，少部分可以改为高程点。像控点的高程采用GPS水准测量方法拟合，分段拟合时要进行充分检验。像控点选刺时必须选在影像清晰的明显地物上，一般相关人员可选在交角良好的细小线状地物交点、明显地物折角顶点、影像小于0.2mm的点状地物中心。刺点目标尽可能是房角或围墙拐角，弧形、电线杆、阴影或高程变化较大的地方不应作为选点目标。区域网采用九点法的布点方案，不规则区域、相邻平高点间隔20条基线以上时应在中间布一个平高点。
2.4空中三角测量
空中三角测量采用全数字加密方法，以像片上量测的像点坐标为依据，采用严密的数学模型，按最小二乘法原理用少量地面控制点为平差条件，采用光束法为测图解求可靠的定向点，以1∶1000地形图测制为例。如图2所示为空中三角测量加密的流程。
结束语
随着时代的发展，低空无人机航摄技术大比例尺地形图测绘技术的应用水平越来越高，应用领域越来越广泛，我国已经能够实现对于空间关系、分布和趋势等方面的识别，还能够实现对地物方位的精确位置的标明与识别，相关部门可以科学分析数据来解决航摄技术问题。
参考文献
[1]马晓雪，吴中海，李家存.LiDAR技术在地质环境中的主要应用与展望[J].地质力学学报，2016，22（01）：93-103.
[2]彭虎航.地形图测绘及其应用前景的展望[J].资源信息与工程，2016，31（03）：119-120.
[关键词]低空无人机；航摄技术；大比例尺；地形图；测绘；应用
中图分类号：TH38 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）28-0176-01
引言
地形图就是运用规定符号，并根据固定比例尺，来表示地貌与地物平面位置的图像。现阶段，我国大多以图解的方式来使用传统地形测图，将所得到的数据转化成图形，传统测绘方式需要消耗比较多的人力，已经不适用于很多技术要求比较高的应用领域。现阶段，加大低空无人机航摄技术大比例尺地形图测绘技术的应用是地形图测绘的主要发展方向。
1低空无人机低空摄影测量系统的优缺点
低空无人机在对地形图进行测量时有着快速、便捷、准确、高效等特点，尤其是大范围地形图的测制，低空无人机的优势体现得尤为明显。当然，低空无人机也有其局限性，对地下光缆、地下输油管道等隐蔽设施，或是被植被茂密的区域，低空无人机无法精确数据成果。因此，为了确保地形图最终测量结果的准确性，相关人员须将传统测量和低空无人机测量配合使用，这样才能够充分发挥出低空无人机的作用，提高测图的效率。
1.1低空无人机低空摄影测量系统的优点
低空无人机具有快速高效、机动灵活和分辨率高、处理效率快三大优势，且机身轻便灵活，有较高的承载力，对起降场地的要求较低。低空无人机低空摄影测量系统应用广泛且灵活、投入成本较小经济效益可观；该技术对于1∶5000、1∶10000地形图测量的精度完全能够满足，在作业中因像控点布设的不同、模型分区的不同等因素将会产生不同的结果，作业中，相关人员需注意接边误差，尽量采用Inpho软件自动处理，配合人工匹配、人工检查使空三成果更加可靠。
1.2低空无人机低空摄影测量系统的缺点
1.2.1像幅小且基高比小
传统航空摄影使用最多的是23cm×23cm和18cm×18cm两种规格的胶片，而像幅尺寸与胶片大小有直接关系。低空无人机航摄系统使用的非量测数码相机的像幅很小，航摄时需设置成最大像幅模式，以便更好的利用像幅面积。当使用低空无人机进行航摄作业时，因其像幅大小仅为36mm×24mm，这就使航摄基线变短，基高比变小。这就意味着空中三角形的稳定性变差，解算精度下降。此外，数码相机拍摄的影像像幅比传统胶片的像幅小得多，单张像片所覆盖的地表面积较小，增加了像片的总量。在对像片就进行内业处理时，像对模型的数量增多、模型间的接缝、切换等上作量增大。
1.2.1姿态不稳定
小型低空无人机飞行平台自身的特性决定了它在低空飛行时容易受到气流的干扰。传统摄影测量采用有人大型飞机，飞行时受气流影响小姿态比较稳定。只要姿态角在±30度内，航向重叠度达到60%、旁向重叠度达到30%就满足精度要求。同样的天气状况，低空无人机平台的姿态角会达到±100度或者更大。由此可知，低空无人机影像重叠度都要比传统航摄影像的重叠度大很多，通常相关人员将航向重叠度设置为70到85%、旁向重叠度设置为35到55%。以此来保证航摄影像的质量和后续处理成果的精度。
2低空无人机航摄技术大比例尺地形图测绘中的应用
2.1低空无人机航摄系统
系统主要由机载部分和地面部分组成，其中机载飞控系统主要包括飞控、电池组、GPS天线、电台、RC接收机、通讯天线、空速管。飞控系统可与北斗、GPS、GLONASS等进行组合导航，通过预设的航带参数，进行等距离、定点拍摄。低空无人机低空摄影测量技术是近年来新型的一种地形图测绘技术，拥有广阔的应用前景，其包含影像获取和外业控制测量、技术设计、内业数据处理等具体方面，低空无人机地形图测绘工作流程如图1所示。其参照指标为平面位置较差不能超过三厘米，高程较差不能超过五厘米。最后，工作人员取平均值作为最终成果，如果精度达不到要求，工作人员就需要重新测量。
2.2地面站控制系统
地面站控制系统包括数传电台、地面站软件和便携式计算机。控制系统通过控制软件实时显示飞行器飞行数据和定位信息，在获得飞行数据和获取坐标的同时，借助计算机的地面站软件得到飞行航迹和参数，实现低空无人机遥控导航盲飞，低空无人机能实现定高自动驾驶，可预先输入航迹，实现自动按航线飞行执行任务，也可随时更改航迹任务。
2.3航线及像控点布设
采用区域网法布设，平地的第一条航线和最后一条航线布点的基线数跨度不大于8、重丘陵地区基线数不大于16、微丘陵地区基线数不大于12、中间航线布点基线数跨度不大于15，航线之间布点按照隔航线布点。整个网的四角及不规则网端点应布点，四角偶点应是双点。网内像控点在目标不易选择时，少部分可以改为高程点。像控点的高程采用GPS水准测量方法拟合，分段拟合时要进行充分检验。像控点选刺时必须选在影像清晰的明显地物上，一般相关人员可选在交角良好的细小线状地物交点、明显地物折角顶点、影像小于0.2mm的点状地物中心。刺点目标尽可能是房角或围墙拐角，弧形、电线杆、阴影或高程变化较大的地方不应作为选点目标。区域网采用九点法的布点方案，不规则区域、相邻平高点间隔20条基线以上时应在中间布一个平高点。
2.4空中三角测量
空中三角测量采用全数字加密方法，以像片上量测的像点坐标为依据，采用严密的数学模型，按最小二乘法原理用少量地面控制点为平差条件，采用光束法为测图解求可靠的定向点，以1∶1000地形图测制为例。如图2所示为空中三角测量加密的流程。
结束语
随着时代的发展，低空无人机航摄技术大比例尺地形图测绘技术的应用水平越来越高，应用领域越来越广泛，我国已经能够实现对于空间关系、分布和趋势等方面的识别，还能够实现对地物方位的精确位置的标明与识别，相关部门可以科学分析数据来解决航摄技术问题。
参考文献
[1]马晓雪，吴中海，李家存.LiDAR技术在地质环境中的主要应用与展望[J].地质力学学报，2016，22（01）：93-103.
[2]彭虎航.地形图测绘及其应用前景的展望[J].资源信息与工程，2016，31（03）：119-120.