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摘要：近年来随着工程技术的不断升级，人们对于地形测绘精度的要求也是与日俱增，传统的地形测绘工作使用的通常是人工测绘与卫星遥感测绘相结合的测绘模式。但是我国地形条件复杂，卫星遥感数据并不能实现全面覆盖，而驾驶飞机进行现场测绘不仅限制条件多还具有危险性，而随着无人机技术的日趋成熟，无人机航空摄影测量技术在地形测绘中得到了广泛的应用，有效地解决了这一问题。
关键词：无人机；航空摄影测量技术；地形测绘；应用
引言：
现阶段的地形测绘大多采取现场人工测绘与卫星遥感数据分析相结合的模式，这也实现了对测绘人员难以到达位置地形的测绘，但是由于卫星遥感技术的限制，该测绘模式不仅难以对复杂地形进行精准测绘同时还极易受到外界因素的干扰。近年来人们逐渐开始将无人机航空摄影测量技术应用于地形测绘工作之中，无人机不仅可以完成对全地形的测绘还大大提升了测绘过程的安全性，同时由于无人机操作便捷也可以轻松完成复测并提升地形测绘质量。
一、无人机航空摄影测量技术在地形测绘中的优势
随着无人机技术的不断发展，目前无人机的航行半径、操控精度以及摄影清晰度都得到了极大的提升，这也改善了无人机航空摄影测量在地形测绘工作中的实际应用效果。使用无人机进行航空摄影测量首先在对特殊地形进行测量时避免了人工操作，操作人员可以远离现场进行操作，这也保障了地形测绘工作人员的安全，
使用无人机进行地形测绘还可以应对更加多变复杂的地形条件，较之于卫星遥感技术其不仅可以实现对测绘工作区域的全面摄影测量，还不受气候云层的影响，有效改善了航空摄影工作的时效性，提升了地形测绘工作的效率[1]。同时目前无人机技术已经普及，无人机的使用价格也十分低廉，因此使用无人机摄影测量技术可以大大降低测量成本，性价比较高。
由于无人机的响应时间较短，可以快速开始新一轮的航空摄影测量作业，测量人员可以根据对测量数据的分析使用无人机进行多次的重复测量及补测，这样可以在较短时间内完成对整体地形信息的准确测量[2]。而且在对部分特殊结构进行测量时，操作人员还可以通过对于无人机的操控实现全角度的摄影测量，而随着无人机航行半径的加大及操控性能的增强其也可以实现在恶劣环境下及部分复杂的测量任务。
图1.无人机摄影测量生产流程
另外使用无人机航空摄影测量技术进行地形测绘时，其得到的图像数据更加清晰准确，而且在其进行航空摄影测量时定位也更加精准，测量人员可以更加迅速地完成地形信息的提取，同时这些图像也便于后期的三维建模过程，地形测绘人员可以根据三维建模实现对地形信息的深层分析。同时无人机航空摄影测量还是对传统地形测绘模式的有力补充，其不仅可以完成以往人工测绘-卫星遥感数据体系难以测量信息的获取，其也可以与传统测绘体系形成良好的协作，共同完成测绘任务，这也大大提升了地形测绘工作的效率及测绘质量。
二、当前无人机航空摄影测量技术在地形测绘中的应用分析
目前无人机航空摄影测量技术在地形测绘中的应用主要集中于两个领域，分别是像控点布设及空中三角测量，本文也将分别进行分析，利用无人机进行地形测绘的具体流程见图1。
使用无人机航空摄影测量技术进行地形测绘像控点布设时，其基本原则与传统的像控点布设过程相似，均是建立在平高点的基础上进行测量前期的基线布控。目前随着无人机航程半径的扩展，无人机进行航空摄影测量时的摄影范围也随之扩大，因此无人机航向跨度通常要布置四条基线[3]。而在进行部分山区较为复杂的地形测量时，四条基线不能满足无人机精准测量的需求，测量人员还需要在四条基线的基础上增加至少两条基线，在此基础之上还需要额外设置两条旁向跨度基线，这样可以确保复杂地形下无人机航空摄影测量精度。平高点数据准确是无人机测量基线设定准确的前提，而对部分地面凹凸不平的特殊地形进行测量时，常规的平高点布设已经不能满足基线确定需要，测量人员需要在高度突变的拐角结构增加平高点。
在测量基线确定之后，使用无人机航空摄影测量技术进行地形测绘像控点布设工作需要进行像片控制点的测量，这一过程是像控点布设的关键，对于无人机的摄影测量精度也有着较高的要求。使用无人机进行像片控制点测量主要是利用GPS技术及RTK技术进行，首先利用GPS测量数据得到起测点水平位置及高程信息，之后再获取测量点的位置信息，而结合无人机航空摄影测量技术的特点，起测点与测量点的GPS数据精度有着细微的差异，起测点使用D级GPS控制点而测量点使用E级GPS控制点[4]。起测点与测量点的位置信息经由测量人员手中的移动手账终端与网络连接，从而与GPS-RTK网络相连，位置信息也经由该系统的转换行成RTK系统的坐标信息，这样无人机的测量数据可以通过参数转换在RTK系统中进行分析，不仅提升了测量精度还降低了后期的信息处理难度，同时也可以更好地结合无人机动态测量实际进行测量结果的优化。
进行测量时首先需要保证起测点及测量点的GPS位置信息准确，测量人员可以在GPS位置数据的基础上进行人工测量。在确定了平高点位置信息准确之后，测量人员还要结合测量区域实际优化RTK坐标体系，在确保测量精确度的基础上实现GPS位置数据的顺利转化。而在测量过程中测量人员要通过手账移动终端及时掌握无人机的位置信息，同时将无人机的位置信息迅速转化为RTK坐标，测量人员还要分析无人机的RTK坐标信息，根据其变化状态分析坐标转换是否准确。为了提升像片控制点的测量精度，使用无人机进行测量时通常要对每一个测量点进行至少三次测量，为了避免不同次测量过程间的互相干扰，每次测量结束后测量人员都要初始化无人机数据，这样测量中出现的随机偶然误差可以得到有效的消除，而且在测量后都要将已知点数据带入测量结果之中，确保测量精度，随后将多次测量数据进行整理便可以得到较为精确的像控点位置信息[5]。在使用无人机进行像控点布设时对于测量精度有着较高的要求，一般每次测量平面位置左边的变化幅度应在2.5cm以内，高程数据则是3.5cm，而测量点位置信息进行GPS-RTK坐标转换时要将坐标转换精度控制在2cm以内。
除了像控点布设之外，目前地形测绘工作中无人机航空摄影技术还被主要应用于空中三角测量之中。空中三角测量是指在空中完成的三角测量过程，使用无人机进行空中三角测量不仅可以灵活设定三角区域范围还可以提升测量精度。在进行空中三角测量之前，需要根据测量区域实际合理设计测量点布点方案。首先选择的空中三角测量点不能与之前确定的像片控制点重合，两者间的距离必须超过1mm，同时测量点应易于被无人机拍摄。例如在林区地形测绘时，为了避免树木遮挡测量点应尽量将测量点布置于空地之上。而在进行地形变化区域测量时，地形的变化可能导致测量点观测难度的增加从而影响最终的测量效果，因此需要在地形变化区域增加测量点的数目，增加的测量点位应围绕像片控制点均匀排布，确保测量点覆盖地形测绘区域。目前在使用无人机尽心空中三角测量时通常使用了加密技术，这样测量人员得到测量信息后通过解密可以得到一系列测量位置信息而且提升了信息的安全性，而当测量区域较为自由时应将加密点设置在空中三角测量范围之外，便于测量区域内的点位信息可以顺利完成加密过程。
在布置了空中三角测量点之后，需要使用无人机对这些测量点进行航空摄影测量，这个过程对无人机测量精度要求极高。无人机在进行测量之前需要根据测量点实际合理设置摄像镜头的焦距及像素大小、行数、列数等参数，确保其满足实际测量需求[6]。同时测量人员还需要严格控制无人机测量过程的误差，而对于部分测量困难的测量点则可以适当放宽精度要求，具体精度要求见表1。
表1.无人机航空摄影测量相对相对定向精度要求
在定向测量之前，测量人员首先需要保障基准点位置信息的准确，同时还要将测量数据格式加以统一，目前无人机航空摄影测量得到的数据格式通常为jpg格式。目前受限于无人机技术其搭载的镜头以普通镜头为主，其没有防畸变功能，因此无人机得到的图片边缘处常常出现图形的畸变，测量人员需要在后期的数据处理时使用VzLowCor软件进行畸变的纠正。在无人机的测量过程中通常都是与人工测量结合，两种测量体系在进行数据互通时难免会出现偏差，因此测量人员需要进行测量文件的内部定向，并结合高程控制剔除骗差距较大的测量数据。另外无人机测量时每个测量点数据都超过900，大量的数据处理目前使用平差法进行数据处理归档。随后分析软件便可以根据测量数据进行数字线划图，并得到最终的单片正射影像，完成地形测绘工作。
三、结束语
在使用无人机航空摄影测量技术进行地形测绘工作像控点布设的过程中测量人员需要确保GPS-RTK坐标转换准确度并根据无人机RTK坐标变化过程调整测量过程。在空中三角测量时则要合理设置观测点位置并优化无人机摄影参数，确保测量的精确性，随后要对无人机测量数据进行畸变纠正及偏离数据的剔除，完成地形测绘工作。
参考文献：
[1]廖亚.无人机航空摄影测量技术在地形测绘中的应用对策[J].城市地理，2015（18）：109-110.
[2]王磊.无人机航空摄影测量技术在地形测绘中的应用探讨[J].福建质量管理，2017（8）.
[3]姜怡，杨明辉.无人机航空摄影测量技术在地形测绘中的应用浅述[J].工程技术：全文版，2016（11）：00233-00233.
[4]张峡辉，蒋志玮.无人机航空摄影测量技术在地形测绘中的应用分析[J].工程技术：全文版，2016（11）：00264-00264.
[5]张颖秋.无人机航空摄影测量在地形图测绘中的应用[J].中国非金属矿工业导刊，2015（5）：59-62.
[6]王峰.无人机航空摄影测量在地形图测绘中的应用探讨[J].资源信息与工程，2016，31（3）：121-121.