城市地形图测绘中航空摄影测量的应用
朱晓东
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朱晓东,. 城市地形图测绘中航空摄影测量的应用[J]. 测绘科学与技术,2022.5. DOI:10.12721/ccn.2022.157140.
摘要: 在我国社会经济水平不断提高的背景下,我国科学技术也得到了长足的发展和进步,航空摄影测量技术是一种新型测量技术,其具有诸多优势优点,在城市地形图测绘中具有良好的应用效果。基于此,文章对城市地形图测绘中航空摄影测量技术的应用进行分析阐述,以期提高城市地形图测绘的效率与效果。
关键词: 城市地形图测绘;航空摄影测量;应用分析
DOI:10.12721/ccn.2022.157140
基金资助:

随着我国科学技术的飞速发展,我国航空技术水平得到了显著提高,航空摄影测量技术凭借其自身独有的多方面优势与特点,在我国军事、开采等众多行业领域中得到了广泛地应用,极大地推动了所应用行业领域发展。无人机摄影测量是航空摄影测量的主要技术,也是当前我国航空摄影测量所普及应用的技术,无人机摄影测量在多个方面具有显著优势,将其应用于城市地形图测绘中,能够显著提高城市地形图测绘的效率与精度。因此,文章对城市地形图测绘中航空摄影测量的应用进行分析研究,具有重要价值和意义。

1航空摄影测量概述

相较于其他地理测量方式,运用无人机进行航空摄影测量是一种全新的新型地理测量方式方法。无人机技术的快速发展极大地推动了航空测量行业领域的发展,在无人机航空技术的飞速发展下,无人机航空摄影技术在各个领域内都得到了较为广泛地应用。无人机航空技术是航空摄影测绘技术中最主要的一种技术,其在测绘信息收集方面具有独特的优势。基于无人机的航空摄影测量是我国测量技术发展的重要趋势与方向,其不仅能够提升地理信息测量的便捷性,也能满足我国建设数字化城市,实现城市数字化发展的要求。基于无人机技术的航空摄影测量工作原理主要表现在四个方面:首先,需要合理选择无人机类型。在应用无人机进行航空摄影测量前,并需要根据测量实际需求与情况选择适当类型的无人机设备,在无人机设备选择完毕后,应当做好相应数据的采集工作,并依照测量标准要求对无人机设备进行调试。其次,航空摄影测量需要科学规划无人机航空摄影测量航线。无人机航空摄影测量航线必须要保证路线的简单性,确保航线不会影响摄影测量。简单的航线不仅能够保障无人机工作航行的稳定性,还能够在一定程度上降低无人机工作强度。在规划和设定无人机航线时,相关工作人员必须要对无人机航空摄影测量现场情况进行核查,在无人机调试工作结束后再次进行试飞。第三,在航空摄影测量低飞摄影过程中,应当结合像控点分布情况应用相关技术对摄影测量数据进行采集,并进行后续数据处理。最后,航空摄影测量技术在应用过程中需要同时应用DEM以及DOM技术,实现对摄影图像处理,并获取相应的测量结果,利用测量结果实现DLG制作,获取城市地形图数据信息。无人机航空摄影测量技术在具有诸多优势优点的同时,在实际应用过程中也存在一定的不足。在实际飞行测量过程中,相关操作控制人员必须要对无人机进行精确操作,才能够确保无人机航空摄影测量技术的应用效果与水平。同时,无人机本身制造技术水平、材料性能等方面也会影响到无人机航空摄影测量的实际应用质量。

2城市地形图测绘中航空摄影测量应用特点

航空摄影测量具有多方面的优势与优点,在我国多个行业领域中应用发挥了其作用和价值。在城市地形图测绘中应用航空摄影测量,也能够充分发挥航空摄影测量的优势特点,提高城市地形图测绘的效率以及准确度。文章本部分将对城市地形图测绘中航空摄影测量的应用特点进行分析阐述。

2.1快速性

一般情况下,航空摄影测量在城市地形图测绘中的应用需要采用低空摄影方式,低空摄影具有三个方面的显著优势:第一,低空摄影测量受到天气状况影响较小,能够在多种气候条件下进行航空飞行,从而提高了城市地形图测绘的效率。第二,低空摄影测量对无人机起飞以及降落场地要求较低,能够在多个地点场景中进行起飞与降落,极大地扩大了航空摄影测量的应用范围。第三,低空摄影测量空域申请较为便利,在无人机起飞与降落时,一般情况下会选择相对较为平整宽阔场地,从而确保无人机能够顺利起飞与降落。对于大部分无人机设备而言,在起飞前不仅需要做好调试工作,还需要做好其他方面的准备工作。通常而言,无人机设备起飞准备工作时间仅需十五分钟,其较为宽松的起飞降落条件与快速的起飞准备时间极大地减少了航空摄影测量的时间成本,为城市地形图测绘提供了诸多方便。同时,无人机设备内配置了车载系统,能够结合城市地形图测绘的具体要求与目标对航空摄影测量信息进行采集。

2.2时效性

相较于人工测绘以及卫星测绘技术,基于无人机设备的航空摄影测量技术不仅具有在短时间实现高精准度城市地形图测量的优势,还同时具备低成本的显著优点。相较于其他测绘测量技术,航空摄影测量技术性价比高,卫星测绘技术虽然能够以极高的精准度完成城市地形图测绘,但其应用复杂,难以适应城市多变的环境与地形情况,实际应用存在诸多不便与不足,同时应用成本高。而人工测量虽然能够针对城市地形与环境实现高精度测量,但同样需要耗费大量人力成本,同时测量效率较低,城市地形图测绘工作进展较慢。同时,无人机航空摄影测量对于天气环境条件的要求较小,其实际摄影测量中受天气条件影响较小,而卫星测量对于天气环境条件的要求较高。因此,无人机航空摄影测量受到环境因素影响较小,能够在城市地形图测绘中广泛应用。同时,无人机摄影测绘所获得的影响分辨率较高。普通摄影以及卫星光学遥感技术所获得的影像显示效果会受到云层状态影响,真实性相对较低。而无人机航空摄影测绘所获得的摄影资料,不会受到云层状态影响,其获得的影像分辨率更高。人机航空摄影测量能够实时地对目标地点区域进行测绘测量。而卫星测量技术则需要花费较长的周期实现,因此卫星测量技术的时效性较差。基于无人机设备的航空摄影测量技术兼具了卫星测绘技术与人工测绘在城市地形图测绘中应用的优势,时效性极强,能够实现固定时间定期测量测绘,不断更新城市地形数据信息。

2.3安全性

不同于其他载人飞机,无人机航空摄影测量技术在实际应用过程中,对于专业场地的需求较小,并不需要依靠专业场地进行起飞与降落。因此,无人机航空摄影测量更具有灵活性与安全性,能够在各个领域中进行城市地形图测绘,显著提高城市地形图测绘的效率与效果。同时,由于城市地形环境较为复杂,人工测量具有一定的危险性,而应用航空摄影测量技术,当无人机在测绘工作运行中出现故障问题时,不会影响到测绘工作人员的安全健康。应用航空摄影测量技术能够有效地保障测量工作人员安全,具有较高的安全性。除此之外,航空摄影测量技术在城市地形图测绘中的应用更加灵活,无人机航空摄影测量能够有效地减少测绘的时间,降低和节约测绘工程工作开展的成本,人工测绘在城市测绘工程中的应用需要同时应用大量其他工具,且测绘工作所花费的时间更长,测绘成本更高。而卫星测绘则存在着测绘测量细节不足的缺点与问题,相较于无人机航空摄影测量捕捉更多细节的优势,卫星测绘难以全面而准确地测量与收集城市中的其他方面信息数据。当城市地形图测绘中遇到复杂地形或是其他组合地形情况时,卫星测绘与人工测绘无法实现城市地理信息的高效测绘收集,而无人机航空摄影测量则能够通过灵活应用多种不同的测绘方式,高效准确地获取城市地形图信息数据。

2.4经济性

航空摄影测量技术所应用无人机不同于载人数据采集飞机,且并不需要固定场所,投放成本较少。同时,由于应用飞机平台以及控制系统成本较少,无人机航空摄影测量技术在数据处理过程中总体成本较少,具有良好的经济性。无人机的操控仅需要进行简单培训即可掌握,相关工作人员能够在较短培训周期内迅速掌握无人机操控方法,且无人机操控需要人员数量较少,因此无人机航空摄影测量所花费人力成本较低。除此之外,无人机制造材料成本较低,其清洁维护简单便捷低成本,外部维修成本较低。综合分析,航空摄影测量技术具有良好经济性,这是其他测量技术在城市地形图测绘中应用所不具备的优势。无人机摄影测量工作流程清晰,一般由外业组进场进行航飞,在无人机完成测量工作后,其摄影测量数据则由内业组根据需要进行数据处理与后续计算分析,并经过内业组制图工作人员对已处理数据进行绘制。从摄影测量工作进行分析,这三个工作环节相互依存与相互独立,当前我国市场上已经出现了各类相关单位与企业,针对其中不同的工作环节开展经营工作。商业化的航空摄影测量能够有效地降低城市地形图测绘中应用航空摄影测量的成本。

3航空摄影测量在城市地形图测绘中应用方法

上文对航空摄影测量技术在城市地形图测绘中应用的优势与优点进行了分析与阐述,航空摄影测量技术所具有的优势能够显著提高城市地形图测绘的效率与水平。但作为一种新型测量技术,航空摄影测量在我国应用时间相对较晚,在实际应用中存在一定的问题与不足。对于航空摄影测量而言,其在城市地形图测绘中的应用,必须要根据实际情况进行灵活运用,最大程度发挥其特有的优势与作用。文章本部分将对航空摄影测量在城市地形图测绘中的应用方法进行分析阐述。

3.1区域测绘

在城市地形图测绘中,航空摄影测量技术首先能够在城市区域地形测绘中进行应用,通过区域测绘,航空摄影测量可以使用多架无人机进行测量,不同无人机设备在不同区域内对城市地形进行测量测绘,收集相关信息数据。区域测绘的目的在于通过划分城市不同区域,实现城市地形图整体测绘的高效化。在我国社会经济水平不断提高,城市化进程不断加快的背景下,我国城市数量与规模迅速增加与扩大,传统的测量测绘技术已经无法满足标准日益提高的城市地形图测绘需求,而航空摄影测量技术能够对城市中不同区域、不同地形进行高精度测量,能够通过提高无人机航空高度的方式,突破测绘难点,在提高摄影数据分辨率的同时为城市地形图测绘提供技术支持与保障。当前我国无人机航空摄影测绘能够实现5500米以上高空摄影,借助无人机摄影设备,能够在需要测绘的区域进行区域航空测绘,获取摄影影像资料。在获取影像资料后,则能够借助遥感系统以及数据处理系统,构建地理信息平台,地理信息平台能够将多个区域航空摄影测量影像资料进行汇总,从而获得城市整体地形图数据信息,显著提高了城市地形图测绘的效率。

3.2像控测量与空中三角测量

空中三角测量是航空摄影测量中的一类子技术,其利用无人机设备中相关测量设备,对所需要测量测绘区域地形情况进行测绘。在实际测量测绘过程中,需要注意无人机航空摄影测量内部系统会对测量目标进行相应地统计与操作,而不需要人工方式添加相关摄影测量工作内容,确保航空摄影测量能够以规范和标准流程进行城市地形图测量工作。在航空摄影测量中实际应用空中三角测量时,必须要对城市所测量区域地形情况进行大致分析,安排专业工作人员利用三角测量方式选择连接点,在完成上述工作后,应当结合所设定的三角测量连接点与像控点进行调试,从而实现控制三角测量。

3.3DOM工艺

当前我国无人机航空摄影测绘数字化图片以及相关影像均采用DOM工艺进行收集与处理。DOM工艺在无人机航空摄影测绘过程中,能够有效地解决摄影影像失真问题,从而提高影像的清晰度,同时,DOM工艺也能够有效提升无人机航空摄影测绘的准确度。DOM能够对航空摄影数据化信息以及各个环节模型摄影信息进行样本采集,并对可能带来的影响问题进行处理与解决,确保航空摄影设备能够精确获取城市地形信息。通常情况下,DOM工艺可以依照操作方式不同划分为两类操作,第一类为相对定向操作,第二类为绝对定向操作。应用DOM工艺后,需要对所获取的数据进行处理,并进行影像镶嵌,在核查通过后将其转变为DOM成果。在航空摄影测量城市地形图中应用DOM工艺,能够有效地把控测量结果,并实现摄影数据与信息融合,根据测量结果与控制三角测量结果明确城市地形情况,核算测量领域基本特性,结合目标区域特性实现数据处理与反馈。同时,在对部分摄影控制点进行测量时,应当对其基本控制点位置进行综合思考,分析其位置明显性,防止出现摄影控制点测量失误情况,确保城市地形图测绘工作良好开展,保障城市地形图测绘的精确度。

3.4DLG生产及外业操作

DLG即数字线划地图,是借助当前地形图要素实现空间要素关系以及基本属性内容采集与保存的一种地图。在应用DLG生产操作技术过程中,通常情况下需要借助相对完善的地标信息,从而实现城市地形图的高精确度测绘。同时,应用DLG生产操作技术,需要对相关数据结果进行保存与展现,根据空间分析实际情况对基本数据进行筛选、提取与显示,从而实现空间分析。DLG技术具有较强的智能性与实用性,能够引导航空摄影测量,并快速形成专题图形。DLG自身数据量较少,能够更好地满足信息系统应用要求,从而为后续数据分析与相应决策制定提供参考与帮助。在无人机航空摄影测量过程中,若部分城市地形区域因多种因素条件影响无法全面获取特定位置摄影测量数据时,则不应当使用无人机航空摄影测量。应当安排和计划专业工作人员采用外业补测方式进行。在外业补测时,需要对航空摄影测量工作流程合理性进行分析,在此情况下进行外业补测,在外业补测后需要结合所测量结果进行深入分析。除此之外,城市地形图中部分信息的调整需要应用外业操作方式实现。总而而言,外业操作是硬性城市地形图测绘质量的重要原因。

3.5相片控制

在城市地形图测绘中应用航空摄影测量技术,能够全面而充分地掌握测量领域地形情况,在控制相片中将无人机航空摄影测量与全球定位系统进行连接,从而使航空摄影测量说获得数据更加精确,与实际地面情况相吻合。无人机航空摄影测量技术能够实现城市地形测量信息数据传递,从而更加高效准确地测量所在领域地形图,并记录所获取的相关信息数据,保障信息数据的准确性与完整性。在应用无人机设备进行航空摄影测量过程中,必须要对科学合理设计和分布相片控制点,并将其与全球定位系统测量技术以及北斗卫星系统测量技术进行充分融合,从而提高城市地形图测绘的效率效果。一般而言,必须要明确相片控制点与位置之间关系,防止后续城市地形图测量受到影响。

3.6立体采编测量

在城市地形图测绘中应用无人机航空摄影测量后,应当对图形内部所采集的相关数据进行采编,从而保障城市地形图测绘中应用航空摄影测量的准确度,为后续城市地形图测绘工作的开展提供帮助和便利。采编测量立体化在城市地形图测绘工作的开展中有着广泛地应用,其实际的应用需要工作人员关注和重视后期节点数据信息。当应用无人机完成航空摄影测绘后,测绘工作人员应当根据所拍摄的照片以及相关信息数据完成相应地理信息的绘图工作,并针对偏差较大的环境进行记录,在后期对其进行全面处理,保证城市地形图测绘结果的准确度。

4结语

综上所述,航空摄影测量技术在当前我国诸多行业领域内得到了较为普遍的应用,推动了所应用领域发展,对城市建设与土地规划提供了一定的帮助和参考。在此情况下,航空摄影测量技术愈发受到社会关注和重视。文章对城市地形图测绘中航空摄影测量的应用进行多方面分析,对航空摄影测量进行概述与分析,并针对性提出了城市地形图测绘中航空摄影测量的应用方法,希望能够帮助提高城市地形图绘制的效率与效果水平。

【参考文献】

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