新疆维吾尔自治区国土资源规划研究院新疆乌鲁木齐830011
摘要：近年来，随着我国科学技术的快速发展，无人机和航空摄影测量的相关技术都有了很大的进步，无人机航测技术在各个方面被普及，依附其有效性和快速性成为一种新兴的勘测手段。这种测绘技术由于可以快速获取勘测区的影像数据，从而生成正射影像等常规4D产品以及实景三维模型。无人机航测可以对带状地形进行大比例尺的地形勘测，而且对公路养护测绘和地质灾害的应急测绘都有十分有益的成果，因此其在公路勘察上有很高的实用性。
关键词：无人机航测技术；公路勘测；应用；实践
引言
近年来，无人机航测技术的发展迅速，各大无人机生产商和航测软件公司争相推出各类无人机航摄平台和针对无人机的摄影测量处理平台的解决方案，大力推进了无人机航测技术在各类工程建设及科研项目中的应用。在测绘行业中，有逐渐替代传统工程测量的趋势。在公路勘测中，由于精度要求苛刻、测区范围狭窄且形状复杂，增加了无人机航测的难度。使得无人机航测技术并没有被广泛使用，大部分项目仍然采用效率低下的工程测量的方式进行勘测。本文通过某国道城区段改线的无人机航测生产实例，分析了无人机航测成图技术的精度及其存在的问题，提出了提高生产精度的一些方法，探讨了其应用在公路勘测中的可行性，并针对勘测设计的要求，为公路勘测和选线设计工作提供了正射影像图和DEM等更直观的产品。结合生产的1∶2000地形图，使得测绘和设计人员不必频繁的进行现场踏勘，在线位调整时更加方便快捷，极大的提高了工作效率，降低了项目成本。对于无人机航测技术在公路勘测中的推广应用，提供了一定的参考意义。
1无人机航测系统
根据续航时间和有效载荷，无人机的种类通常包括如下四种类型：（1）大型无人机。性能比较高、载荷较大、续航较长，基本能够抵达和有人操作的性能，但因为价格过高，所以大型无人机的应用度不高。（2）中型无人机。有效载荷在20千克时，续航时间可以达到2个小时具有比较稳定的飞行姿态。所以，摄影台等需要姿态稳定的摄影设备类可以使用。虽然价格也很高，但是作为民用的航测平台是比较理想的。（3）小型无人机。飞行的性能低，姿态稳定性也低，摄影效果也比较差，获得的影像很难在普通测量的工作站处理。但是它最大的优点是价格便宜。（4）超轻型无人机。为了节省飞行动力而使用了三角翼，但是它的有效载荷很小，一般不超过1千克，续航时间也只有半小时，并且抗风能力和飞行姿态都很差，拍摄的影像需要专门的摄影测量软件才能进行处理。但是因为摄影测量方面的数据处理技术在不断提高完善，所以这个问题正在得到解决，而且它的价格非常低，所以在小型工程项目上的性价比是很高的。
2具体案例应用分析
2.1测区概况
国道353松溪城区段改线工程于松溪县河东乡葫芦门处连接省道302，经金厝垄、岭尾、跃进、长巷头、下横垄、龙发、西坑垄至钱桥村，总长约11km；主要植被为稻田、茶园、灌木等，另有少量旱地以及果园等。沿线桥梁隧道有葫芦门大桥、跃进大桥、松溪大桥和来龙山隧道。测区位于松溪县东侧及北侧，介于北纬27°30'—27°34'，东经118°45'—118°51'。根据任务要求生产6．4km2的1∶2000数字线划图和20．0km2的1∶2000数字正射影像。
2.2测量实施
（1）所采用的航空摄影技术。在本次航空勘测中无人机搭载的用于摄影的相机型号是尼康D800，主要采用福建CORS系统来测量像控点。另外对于航线测量的地形图比例设定为1：10000，同时又将整个测区划分为两个测区来进行测量。本次航测的高度为800m，航向和旁向重叠度分别为75%和50%，总共照片数量为1574。（2）内业加密技术分析。本次测量工作中，首先改正了影像的畸变差，而后又进行了内业加密。点位略图以及注记说明作为像控点的参照点，从而对其进行点位的确定，另外对于个别具有一定疑问或者错误的点位要在经过充分校核后，再进行判定。（3）DOM制作利用DEM数据和空三加密成果，在MapMatrix中，对原始影像进行正射纠正，将其纠正好的单片，在EPT下进行拼接处理。再在Photoshop中，对其拼接后的影像进行检查，检查其影像的拉花变形，颜色过渡、重影、同名点等影像的问题，并对其进行改正，形成最终的DOM数据。（4）进行DLG生产。本次内业图测量在相应的采集平台上，在其工程完全建立之后再进行立体模型的创建，同时根据相关摄影规范和业内规范的标准规定的相关要求，保证其在立体的模式下进行地貌要素以及地物要素进行采集，设定2m的等高距。外业调绘在打印纸质图时主要就是将内业检查中所采集到的所有的线划图，主要由相关专业人员对其进行补调定性，此时在进行调绘时其内容需要使用统一的线宽，并且保证其要控制在0.3mm以内，并用蓝色签字笔进行清绘，在进行补调时通常需要用红颜色笔。在改正房檐时需要采用蓝色的笔进行批改和标注，并将改正之后的数字标记在后边。另外，通常将一些已经存在的地物的勘丈距离作为补测的主要依据，同时加强对围墙角以及改檐的后房角的充分利用从而有利于进行补测。在实际补测时由于存在一些新增地物，并且也较难对其进行定位，此时就先将该地物的形状进行绘制，同时将地物的周边长度进行测量，从而将其定位点进行标出，然后还要由调绘人员进行确认，进一步保证不会将新增地物遗漏。
3摄影相机的校验与精度
由于使用的相机镜头可能会出现一定的偏差，所以在实际进行航测之前需要对所运用的数码相机进行全方位检查。这一过程一般有两种方式进行：（1）在实验室进行检验。能够进行自动的目标检测。这种方法十分的方便。（2）在室外现场进行检验。为了实现对航测现场的复杂情况重现和无人机有可能会出现常见的姿态不稳现象，因此除了在实验室内进行检验外，还需要建立专门外出场地进行校验。这种校验的方法和实际的航测作业工作场景十分相似。最后，无人机通过光束法和整体差平来得出校验参数。无人机航测的勘测精度可以利用在测量区提前布下的标志点进行其精度和高程两方面。通过计算两方面数据的均方根，可以得出测量区的平面误差和高程方面的误差。通过以前的实际数据我们可以知道无人机航测虽然有一定的精度误差，但已经可以满足外出作业规范，对复杂地形的公路勘察工作。
结语
综上所述，无人机航测技术对于公路勘测工作来讲具有重要的意义，并且凭借其独特的优势已经被得到认可，其不仅能够提高航测的精准度，同时还能够减少对航空人员的伤害。本文通过对真是勘测案例进行分析，可见无人机航测技术所得数据的精准度完全可以满足相关标准的要求，所以，在今后勘测工作中可以加大对无人机航测技术的应用和推广。
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