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摘要：无人机航测技术作为现代测绘技术一个重要手段，已经应用到各个领域，应用范围也已经突破了工程建设（在工业、农业、林业、能源、电力、水  利、应急救灾等），荷载也日益丰富（照相机、摄像机、夜视仪、激光雷达、多光谱）。

关键词：无人机;测绘技术;应用

引言

近年来无人机设备搭载航测相机技术的应用，已凸显出极大的优势，相较于传统测量方法来说，效率高、灵活性大、劳动强度低、数字化程度高、适用性更广，并且逐渐成为一种新型的测量手段。特别是在山区和地形复杂区域，无人机航测技术具有明显的优势。

1 航测的困难类别分析

气候条件：摄区年晴天日数138天，平均气温19.9℃，年均相对湿度71.6%，阴雨天气较多，湿度较大，航拍条件差。空域条件：摄区内无机场及飞行训练区域，空域条件较好。

地形地貌条件：摄区内地貌以丘陵和山地为主，山峰较多，垂直高度差异明显，布设像控点难度大，航摄较为困难。从气候条件、空域条件、地形地貌条件等综合分析，该地区航摄困难类别属于较难区域。

2 无人机航空摄影测量技术方案

2.1项目测区范围

田西高速公路航测项目，航拍区域为带状，其长度192㎞，宽度500m。

2.2测区航线规划

测区为长条形，为了合理利用时间，加快测量速度，我们将区域分成14个区块，每个区块20-30公里，我们选择每个区块于中间起飞，向两边各飞一架次，每个架次10-15公里，然后转移场地。

本次航拍因为线路不规整，还夹杂着高速出口等块状，再加上山区落差比较大，建议平均一架次飞10-15公里，以实际测区为准。根据当地气候条件及环境因素，航线规划参数为：航向重叠80%，旁向重叠70%，地面分辨率10cm/px。

2.3像控点的布设

像控点的布设按照航测区域均匀分布，特殊及复杂区域根据实际情况进行加密，像控点的选择：像控点具有易识别的特点，在实地、影像图上均能明确辨认;应具有相对永久固定的特点，不容易频繁变化;像控点较理想的目标是近于直角而且又近于水平的线状地物的交点和地物拐角上，如道路交叉点、拐角点、围墙或平台拐角点等;应避免选择高电区、高建筑物等带有信号干扰、信号盲区的地方;附近交通应较为理想。

项目像控点布设应满足测区的需要，在需要航拍的区域均匀布设像控点，建议800-1000米做一到两个（增加相控点能提高精度）。像控点我们建议使用红色等颜色鲜艳油漆，大小根据飞行高度决定，要能看的清为准，形状为“L”型。

控制点编号应尽可能统一，平高点、高程点、平高检查点采用英文字母加数字进行编号区分，平高点前冠P、高程点前冠G、平高检查点前冠J。如：第五号平高点的编号为P1005，第七号高程点编号为G2007，第九号平高检查点编号为J3009。测区范围内的控制点要进行编号避免重复。同一张像片有多个像控点时，在编号后加大写英文字母进行区分，如：P1001A，P01001B。

2.4像控点的测设

以测区已经建好的D、E级GPS控制点为基准点，架设基准站，使用RKT测量标示点坐标作为航拍像控点。像控点坐标数据用GPS-RTK形式进行采集，采集时要确保对中杆立于像控点的标记位置，并保持对中杆上的气泡居中，以避免坐标数据采集时造成人为的测量误差。

2.5 GPS辅助空中三角测量

依据标准规范及项目实际情况，首先对采集的数据进行预处理，使用采集的航拍图进行空三加密。在空三加密软件中对航拍图进行加密，添加控制点基于空三平差软件进行平差解算。空三加密前，使用相机畸变校正软件进行航摄影像畸变差校正，然后采用相应软件，建立局域网工程、自动连接点、手动添加连接点及像控点、粗差剔除、区域网平差等一系列工作，求解出测区内地物的外方位元素，完成数字空三加密工作。

3 构建高速公路无人机航测成果

3.1 构建高速公路三维模型

利用五镜头倾斜摄影三维实景模型主要包括5个步骤：首先，数据导入、新建项目，在建模软件在新建项目，将五镜头相机采集的数据导入项目，检查影像是否有遗漏;其次，空中三角测量，添加影像的POS信息、相机参数等，提交空三任务进行全自动空中三角测量解算，生成连接点;再次，多视匹配，利用前方交会原理，对同一地物所在影像进行匹配查找，并最终获取较为精确的地物外方位元素;第四，三维TIN网生成及多视角纹理贴图。根据连接点的三维坐标，生成不规则三角网。根据生成的三角网数据，将原始影像叠加上来，使三角网与原始影像对应起来;第五，实景三维模型。将添加完纹理的数据输出为通用三维数据格式，形成可以在软件中进行浏览编辑的三维模型。成果展示如下：

4 测绘数据成果的生成

将最终大疆制图DJITerra软件生成的三维模型，导入南方Cass 3D软件里边，通过其软件里边的步骤进行操作，先用软件里的多段线进行测区的绘制，形成闭合区域，然后通过闭合区域内提取高程点，将生成其区域内的高程数据。其效率高、速度快，大大减少测绘人员配置数量;传统经营项目，作业效率低下，特别是地形测量项目，往往是靠着测量员的双腿翻山越岭跑出来的，效率极低，并且存在很多安全隐患，譬如测区范围内经常有毒蛇、蚊虫叮咬，还有就是山体陡峭，爬山容易造成跌落，给人身造成伤害，得不偿失。

结语

通过无人机航测技术在高速公路中的应用，可以进行土方量测算，其使用无人机采集倾斜摄影三维模型已经可以达到非常精细的程度（1：500精度要求）。该三维模型具有精确的x、y、z三维坐标，和设计断面线结合起来，可以精准的计算出填方和挖方的工程量，详细到每个挖方边坡的山体方量都可以单独计算，并且三维立体展示计算结果。新技术应用方面，基于Cesium三维地球展示系统，将无人机航测影像、地形、工程平面（三维）模型综合于一个平台进行展示，达到远程监控现场的目的。

参考文献

[1]魏方震，武少丰，吉世鹏，等.天宝UX5无人机航测系统在公路勘察设计中的应用[J].测绘通报.2015，（3）.138-139.

[2]张惠均.无人机航测带状地形图的试验及分析[J].测绘科学.2013，38（3）.100-101，105.

[3]魏林金.无人机航测技术在高速公路带状地形图测绘中的应用[J].现代测绘，2018，41（2）：13-15.DOI：10.3969/j.issn.1672-4097.2018.02.004.