航拍测绘无人机制作大比例尺地形图方案
基于无人机倾斜摄影测量的大比例尺地形图测绘方法
基于无人机倾斜摄影测量的大比例尺地形图测绘方法发布时间：2021-07-09T04:23:22.662Z 来源：《防护工程》2021年9期作者：杨德朋[导读] 近几年，无人机航摄系统以其操作便捷、成本低、机动性强等特点，迅速得到推广应用。
临清市方信测绘有限公司山东省临清市 252600摘要：近几年，无人机航摄系统以其操作便捷、成本低、机动性强等特点，迅速得到推广应用。
目前利用无人机航摄系统进行大比例尺地形图测绘主要以无人机航飞正射影像图为底图，内业编辑成图后辅以外业补绘调绘完成。
受二维影像数据自身局限性限制，内业数据采集过程中存在大量不可确定的信息，如建筑物层数、房檐改正距离等，需要通过外业补绘调绘完成。
无人机倾斜摄影技术的发展，使得成果数据从二维空间升级至三维空间，可全方位、立体化还原地物特征，进一步减少外业工作量，加快数据采集速度。
关键词：无人机；倾斜摄影量测量；大比例尺1无人机倾斜摄影技术的基本内涵无人机倾斜摄影技术融合了无人机技术、倾斜摄影技术两者的优势，在工作原理方面也有着明显的体现。
该技术实施原理是，在无人机上安装多台传感器设备，在无人机飞行过程中，传感器能够从各个倾斜角度，对当的地形地貌等信息进行采集，主要是收集影响信息，并将其保存下来传输到地面。
倾斜摄影技术本身具备显著的优点，在采集影响信息时体现出多方位的特点。
这意味着无人机倾斜摄影技术不仅能保障影响信息的准确性和完整性，且不需要耗费过多的人力资源，节省了一大笔费用。
同时还能根据当地的实际情况，生成三维模型，让测绘人员更加直观地了解当地地理信息。
仿真模拟场景，使得测绘结果更有说服力。
无人机倾斜摄影技术技术已成为地形测绘工作中的核心技术，是获取地理信息的重要手段。
2倾斜摄影测量技术测图流程2.1基础资料准备包括对测区的基本地形条件进行熟悉，获取测区相关资料，如可用的老地形图，控制点数据等，根据测区地形高差情况进行航线设计，工作时间安排；所采用无人机型号选择，无人机功能性检测，摄像机参数获取等。
无人机航空摄影正射影像及地形图制作项目技术方案
⽆⼈机航空摄影正射影像及地形图制作项⽬技术⽅案⽆⼈机⼤⽐例尺地形图航空摄影、正射影像制作项⽬技术⽅案1、概述根据项⽬需求对项⽬区进⾏彩⾊数码航空摄影，获取真彩数码航⽚，并制作正射影像及地形图。
1.1 作业范围呼伦贝尔市北部区域约400 平⽅公⾥。
如下图：飞⾏区域（红⾊）1.2 作业内容对甲⽅指定的范围进⾏1:2000 航空摄影，获取⾼分辨率的彩⾊影像。
1.3 ⾏政⾪属任务区范围⾪属于呼伦贝尔市。
1.4 作业区⾃然地理概况和已有资料情况1.5 作业区⾃然地理概况（1）地理位置呼伦贝尔市地处东经115°31′～126°04′、北纬47°05′～53°20′。
东西630 公⾥、南北700 公⾥，总⾯积26.2 万平⽅公⾥[2]，占⾃治区⾯积的21.4%，相当于⼭东省与江苏省两省⾯积之和。
南部与兴安盟相连，东部以嫩江为界与⿊龙江省⼤兴安岭地区为邻，北和西北部以额尔古纳河为界与俄罗斯接壤，西和西南部同蒙古国交界。
边境线总长1733.32 公⾥，其中中俄边界1051.08 公⾥，中蒙边界682.24 公⾥。
（2）地形概况呼伦贝尔市西部位于内蒙古⾼原东北部，北部与南部被⼤兴安岭南北直贯境内。
东部为⼤兴安岭东麓，东北平原——松嫩平原边缘。
地形总体特点为：西⾼东低。
地势分布呈由西到东地势缓慢过渡。
（3）⽓候状况呼伦贝尔地处温带北部，⼤陆性⽓候显著。
以根河与额尔古纳河交汇处为北起点，向南⼤致沿120°E经线划界：以西为中温带⼤陆性草原⽓候；以东的⼤兴安岭⼭区为中温带季风性混交林⽓候，低⼭丘陵和平原地区为中温带季风性森林草原⽓候，“乌玛-奇乾-根河-图⾥河-新帐房-加格达奇- 125°E蒙⿊界”以北属于寒温带季风性针叶林⽓候。
1.6 已有资料情况甲⽅提供的航飞范围。
2、作业依据（1）《全球定位系统（GPS）测量规范》GB/T 18314-2009；（2）全球定位系统实时动态测量（RTK）技术规范》CH/T2009-2010；（3）《低空数字航空摄影规范》CH/Z3005-2010；；CH/Z3004-2010）《低空数字航空摄影测量外业规范》4（．（5）《航空摄影技术设计规范》GB/T19294-2003 ；（6）《摄影测量航空摄影仪技术要求》MH/T 1005-1996；（7）《航空摄影仪检测规范》MH/T 1006-1996；（8）《航空摄影产品的注记与包装》GB/T 16176-1996 ；（9）《国家基础航空摄影产品检查验收和质量评定实施细则》国家测绘局；（10）《国家基础航空摄影补充技术规定》国家测绘局；（11）《1∶500、1∶1000、1∶2000 地形图航空摄影规范》GB/T 6962-2005；（12）《1∶500、1∶1000、1∶2000 地形图航空摄影测量外业规范》GBT7931-2008；（13）《1∶500、1∶1000、1∶2000 地形图航空摄影测量内业规范》GBT7930-2008；（14）《1∶500、1∶1000、1∶2000 地形图航空摄影测量数字化测图规范》GB 15967-1995；（15）《1∶500、1∶1000、1∶2000 地形图图式》GB/T 20257.1-2007 ；（16）《1∶500、1∶1000、1∶2000 地形图要素分类与代码》GB14804-93；（17）《全球定位系统（GPS）辅助航空摄影技术规定》（18）《数字航空摄影测量空中三⾓测量规范》GB/T23236-2009；（19）《数字测绘产品检查验收规定和质量评定》GB/T 18326-2001 ；（20）《数字测绘成果质量检查与验收》GB/T 18316-2008 ；（21）《测绘成果质量检查与验收》GB/T24356-2009 ；（22）《国家基本⽐例尺地形图分幅和编号》GBT 13989-2012；（23）《基础地理信息数字成果1:500 、1:1000 、1:2000 数字正射影像图》CH/T 9008.3-2010 ；（24）《数字测绘产品质量要求第 1 部分: 数字线划地形图、数字⾼程模型质量要求》GB/T 17941.1-2000 ；（25）《⾼程控制测量成果质量检验技术规程》CH/T1021-2010；（26）《平⾯控制测量成果质量检验技术规程》CH/T1022-2010；（27）《测绘管理⼯作秘密范围的规定》（国测办[2003] 17 号）。
无人机航摄地形图制图流程及精度分析
DOI：10.16661/ki.1672-3791.2018.05.058无人机航摄地形图制图流程及精度分析张鹏（国家测绘地理信息局第一地形测量队 陕西西安 710054）摘 要:随着低空无人机摄影测量技术的发展和完善，大量试验己经表明无人机测绘地形图的精度可以满足1:2000地形图的要求，本文结合陕西某村的测量项目，详细探讨了无人机大比例尺地形图的测量流程，包括航空摄影、像片控制、影像预处理、空中三角测量、DEM/DOM制作、地形图制作及无人机航摄影像成图精度分析等。
相信对从事相关工作的同行能有所裨益。
关键词:无人机 大比例尺 地形图 测量技术 DEM中图分类号:P231 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2018)02(b)-0058-02本文以陕西某村为例，具体说明无人机航摄地形图制图流程及精度分析方法。
项目采用“1980西安坐标系”和“1985国家高程基准”。
测区作业工序为无人机航摄、地形测量（包括四等控制测量、I级控制测量、像控测量、图根测量、野外补测、外业调绘）、空三加密、地形图制作（包括立体采集、数据编辑工序（1∶2000比例尺一套））、DOM制作、DEM制作、质检验收等工序。
1 航空摄影该村采取东西向飞行，平均航摄比例尺为1∶23533，平均地面高度为1350m，其相对航高为650m。
平均地面分辨率0.13m，满足1∶2000成图要求。
本次外业摄影时间为2016年6月5日。
2 像片控制2.1 影像资料分析航线间隔及旁向重叠度在30%～40%之间，航向重叠度在65%～75%之间。
全摄区无航摄漏洞，航向超出摄区范围3～6条基线。
像片倾斜角<4°，旋偏角<8°，航线弯曲度<3%。
无人机航摄系统的飞行质量符合标准要求。
同航线高差＜30m，实际与设计航向＜30m。
实际航线偏离设计航线不大于像片上10c m。
像片位移误差＜30m。
航摄影像清晰、无云影等遮挡，色彩均匀，满足设计要求。
无人机航摄大比例尺地形图测图技术探讨
无人机航摄大比例尺地形图测图技术探讨随着科技的不断发展，无人机航摄大比例尺地形图测图技术已经成为现代测绘领域的重要工具。
它可以快速、高效地获取大面积地形的准确数据，为城市规划、土地利用、环境监测等领域提供了宝贵的信息支持。
本文将围绕无人机航摄大比例尺地形图测图技术展开探讨，包括其技术原理、应用范围、优势和挑战，以期对该技术进行深入了解和研究。
一、技术原理无人机航摄大比例尺地形图测图技术是利用无人机搭载相机等传感设备，在飞行过程中对地面进行连续高分辨率图像的采集，通过对这些图像进行处理和分析，生成地形图、三维模型等产品的一种测绘技术。
其技术原理主要包括以下几个方面：1. 航摄计划设计：在进行无人机航摄大比例尺地形图测图前，需要对测区进行详细的航摄计划设计。
这包括航线的规划、相机的参数设置、飞行高度、航向和重叠度等参数的确定。
只有合理的航摄计划设计，才能保证获取到高质量的航摄数据。
2. 飞行数据采集：一旦航摄计划确定，无人机便开始进行飞行数据的采集。
在整个飞行过程中，无人机搭载的相机会不断地拍摄地面图像，并通过惯性导航、GPS等技术获取飞行姿态、位置信息。
3. 数据处理与分析：采集到的航摄数据需要进行后期的处理和分析，包括图像的几何校正、配准、拼接和色调校正等。
通过这些处理和分析，可以生成高精度的地形图、三维模型等产品。
二、应用范围无人机航摄大比例尺地形图测图技术具有广泛的应用范围，主要包括以下几个方面：1. 城市规划与土地利用：在城市规划和土地利用方面，无人机航摄大比例尺地形图可以提供城市地形、建筑高度、道路布局等详细信息，为城市规划和土地利用的决策提供科学依据。
2. 自然资源调查与环境监测：在自然资源调查和环境监测方面，无人机航摄大比例尺地形图可以提供植被覆盖、土地利用状况、水体分布等信息，为自然资源管理和环境保护提供数据支持。
3. 灾害风险评估与应急响应：在灾害风险评估和应急响应方面，无人机航摄大比例尺地形图可以提供灾害风险区域的地形信息，为减灾救灾工作提供重要参考。
利用无人机航空像片进行大比例尺测图的探讨
利用无人机航空像片进行大比例尺测图的探讨无人机航空摄影因具有机动灵活、速度快、体积小、质量轻、成本低等特点，近几年被广泛的应用在大比例尺测图当中。
但也正是因为其特点，也使得摄像质量受飞行环境的影响较大。
本文结合实际案例，阐述了无人机航摄的特点及应用范围，探讨分析了无人机航空像片进行1:2000比例尺地形图测绘的作业流程和技术方法，并论证了其可行性。
标签：无人机航空像片大比例尺测图1 概述无人机是利用无线电遥控设备和自备程序控制装置操纵的不载人飞机。
它的结构简单，造价较低，可以完成有人驾驶飞机不宜执行的多种任务。
无人机的飞行高度相对较低，在上面装载上高精度数码传感器可以测得分辨率高的像片，再加上它具有机动快速、操作简单、成本低等特点，因此逐渐被广泛的应用在军事、农业等各个领域当中。
但是，由于无人机航空摄影是近些年才快速发展的一项技术，在实际中暴露了许多有待解决的技术问题。
本文就结合某山区的实例，分析了无人机航空像片在进行1:2000比例尺测图的作业流程以及关键技术，从而论证了其可行性。
2 无人机航摄的特点及应用定位2.1 无人机航摄的特点与传统的航空摄影测量系统相比较，无人机摄影测量系统存在以下几方面的优势：①无人机机动灵活，不依赖于机场，操作简单，方便使用，可以迅速到达检测区，快速进行测量、成像，在较短的时间内测出检测结果，比较适用于小面积区域的测绘。
②低空飞行，通常是在云下飞行，装载上传感器能够获取大比例尺高精度影像。
③维护和作业成本低，无人机不用安装飞行人员驾驶设备、安全装置、语言通信装置等，同时由于无人机大多数利用数字成像技术，就不需要进行普通胶片的冲洗、扫描数字化、安装胶卷等。
④无人机可以获得高叠度的影像，这就提高了后续处理的可靠性。
2.2 无人机航摄的应用定位由于无人机具有以上特点，因此它的航空摄影通常会用在以下几方面：①应急测绘，如受灾地区的救援指挥；②困难地区测绘；③新农村、小城镇的建设测绘；④重大工程建设测绘，如电力、铁路、公路、铁路、水利、油漆等重大工程建设。
无人机摄影测量测绘大比例尺地形图的精度分析
表 1 两个测区的航摄技术参数
技术条件 航高（m） 正射焦距（mm） 地面分辨率（cm） 航向重叠度（%） 旁向重叠度（%） 相片总数
I测区 180 35 4 80 70 2155
II测区 200 50 4 80 70 615
2 布置测绘像控点与内业数据处理
在上述内容的基础上，该文在现场布置了测绘像控 点。像控点的作用是决定影像中测绘地形图坐标点与实际 坐标对应关系的关键 [4]。像控点布置方案的好坏，将直接 影响空三坐标的准确性，为保证无人机测量的外业图像质 量和内业大比例尺测绘的准确性，当布置像控点时，应遵
3.3 无人机摄影测量精度对比
在测量区域内，采用 RTK 对多个野外控制点的坐标 进行采集，并进行空中三角测量定向点的精度评定。在此 基础上，利用 RTK 测定得出各个检查点坐标，并将其作 为精度检核点坐标对其进行精度的评定，以此对比无人 机摄影测量精度。在这一过程中，为方便操作可以选择在 MapMatrix3D 软件中建立一个新的工程文件，并加载生成 一个 OSGB 格式的三维模型。在模型中进行对无人机摄影 测量精度的对比，可以确保得到的结果不会受到外界因 素的干扰，保证结果客观。平面坐标精度和高程精度都是 用于衡量 DLG 精度的可靠依据。因此，为实现对无人机 摄影测量精度的对比，该试验在不同区域使用不同无人 机获取影像，布设相同的像控点方式。分别利用 Pix4D 和 Smart3D 对影像进行处理，得到不同的影像成果。为验证 两个区域的精度，从区域内均匀选取 50 个测点，并使用 GPS-RTK 获取测点的三维坐标。通过与影像上测量的坐 标进行对比，得出坐标中的误差。统计结果见表 3。
误差更小，垂直测量误差更大。综合分析，采用倾斜测量
得到的精度效果更好，但两种方法均满足大比例尺地形图
基于无人机倾斜摄影测量的大比例尺地形图测制
- 120 -工 程 技 术0 引言随着数字城市建设的高速发展，对大比例尺地形图的应用及快速更新提出更高的要求。
大比例尺地形图数据是指1∶2000、1∶1000、1∶500比例尺地形图，现阶段广泛应用于城市建设、交通规划、土地确权、国情普查以及地籍调查等多领域[1]。
传统的大比例尺地形图测绘采用数字测图技术方法，采用全站仪或RTK 技术进行地物特征点的采集，该方法精度虽然高，但是需要多人配合进行测点及画草图，因此有大量的外业工作量并且在特殊地形区域，如悬崖、陡壁等人工开展测绘工作，危险系数极大[2]。
随着无人机技术及计算机技术的发展，无人机在测绘领域应用得越来越广泛。
与专业的测绘无人机相比，消费级旋翼无人机具有机动灵活、成本低、低损耗以及可重复的特点。
该文将倾斜摄影测量的五组镜头搭载到无人机，搭建无人机倾斜摄影测量平台，对测区范围内进行全方位拍摄，建立区域高分辨率三维模型，制作大比例尺地形图。
1 倾斜摄影测量1.1 倾斜摄影测量原理倾斜摄影测量通过5个镜头从不同的角度对测量区域进行拍摄，获取多角度的区域影像信息。
与传统的摄影测量相比，倾斜摄影测量多了4个角度的拍摄相片，因此可以获取地表区域建筑物和构筑物更丰富的侧面纹理。
无人机在5个角度对地面拍摄的同时，机载GPS 和惯性导航系统同时记录飞机在拍摄照片的瞬时位置和姿态组成POS 数据，与地面布设的像控点联测，通过软件直接计算地物间的几何关系，并将最佳的纹理特征贴合到地表，对测区的地形地物重新构建三维模型，获得高精度的实景三维、DOM、点云数据等[3]。
无人机倾斜摄影测量的优势包括以下3个方面：1）获取信息量大，无人机多个镜头可获取地面的垂直影像，还可获取其他方向的侧面照片。
2）遮挡少，与传统的摄影测量相比，对地物可从多个角度观测，极大地减少地物遮挡。
3）三维建模自动化程度高，倾斜摄影测量配套数据处理软件较为成熟，可高效、高精度地处理影像数据，自动化处理程度高。
无人机航摄大比例尺地形图测图技术探讨
无人机航摄大比例尺地形图测图技术探讨无人机航摄技术的发展，使得大规模区域地形信息的快速采集和高精度重建成为了可能。
尤其是在大比例尺地形图测图方面，无人机航摄技术的应用越来越成熟。
本文主要探讨利用无人机航摄技术制作大比例尺地形图的原理及技术要点。
一、无人机航摄技术制图原理无人机航摄技术主要是利用载荷设备获取空中影像数据，并经过数字图像处理、遥感信息提取等一系列算法处理，再经过地理参照变换得以制作成为地图产品。
具体地，在进行大比例尺地形图制图时，需通过地面控制点、空中三角测量、数字影像测量等方法，获取到大比例尺区域的立体影像数据，并经过相应的处理和校正，使其达到一定的测量精度和空间定位精度。
最后，将处理后的影像数据通过数学映射变换和图形拼接等技术，制作成为具有一定精度和表达能力的大比例尺地图产品。
1. 常用的地球坐标系常用的地球坐标系主要有经纬度坐标系和直角坐标系。
经纬度坐标系的优势在于表达简单，但其精度较低，不便于用作大比例尺地形图的制图。
因此，直角坐标系在大比例尺地形图的制作中更加常用。
2. 数字高程模型数字高程模型是指利用遥感数据获取地表高度信息，将其转换成为数字模型进行处理和表达。
其中，光学立体影像以及激光雷达(DTM)、合成孔径雷达(SAR)等技术都可用于获取数字高程模型（DEM）信息。
在无人机航摄制图过程中，通过搭载光学摄影机等载荷，从空中获取高分辨率的影像信息，再通过图像匹配等统计建模算法生成数字表面模型。
常见的发现航向测距法、立体关联法、三线测量法等方法都可用于自主研制，满足不同精度及图幅尺度的测绘需求。
3. 影像清晰度及重合度影像清晰度和重合度是影响大比例尺地形图精度及制作难度的关键因素。
影像清晰度依赖于光圈大小、快门时间等摄影机参数，越高的分辨率和越清晰的摄像质量能够更好地保证大比例尺地形图的测绘精度。
同时，影像重合度的大小与机动轨迹的重叠程度及图片间交汇角度等因素有关，而维护良好的稳定航行器能够有效提高航线规划及影像采集效率。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
航拍测绘无人机制作大比例尺地形图方案
地形图的测绘方法，大多采用全站仪、GPS等设备。
不管是全站仪还是GPS，都需要人员进行实地测量，受到实际地理环境的限制。
随着科学技术的不断发展，在测绘地理信息行业中运用了先进的数字航空摄影测量技术，我国在该领域在无人机领域也有了较大的进展，无人机航空摄影测量系统方面也蓬勃发展。
现在的无人机航测系统具有影像分辨率高、升空准备时间短、操作控制容易、起降场地要求低、作业效率高的特点，很好地解决了传统地形图测绘面临的困难，航测也成为地形图测绘的新趋势。
无人机航测与传统测绘对比
对比内容测绘方式
无人机航测传统测绘方式
成图精度高高
测绘工期速度快时间长
人工外业工作量仅需要采集少量外业像控点，
人工外业工作量很小
人工外业工作量很大
勘测成本低高
成图速度快慢
对面积要求适用面积广适用中小面积
产品类型产品丰富，一次航测，可制作
地形图DLG、正射影像图DOM、
数字高程模型DEM、三维数字
地形系统
产品单一，只能通过其他的方
式来附属产品
适用比例尺范围包括1：1000、1：2000地形
图以上的产品
可以制作各种比例尺的地形
图
前期的准备工作工程响应时间快速，不需要空
域申请，能快速的进行航测
前期准备工作时间较多
内业测图软件航摄影像纠正、配准软件、空数字测图软件
三加密软件，立体测图软件
内业测图人工干预量较少较多
安全性高低
环境限制少多
目前，在工程建设和地理信息领域，为了能够较好地满足现阶段我国对“数字中国、数字城市、数字生活”的需求，由传统的数据采集模式逐步升华到采用无人机航空摄影测量的模式，进行地形图测绘、石油管道巡线、电力设施维护、高速公路建设、土地确权、地籍调查、水利水电建设、农田信息监测、国情普查、矿山资源开发、地质监测等，大大提高了社会发展对数据更新的要求，在国民经济建设中发挥越来越突出的优势。
大比例尺地形图测图
华测P700无人机系统实物图
华测无人机系统接受了区域航测作业任务，要求完成1：2000比例尺的航摄影像。
基于本次任务特点及要求，华测采用基于GPS辅助空中三角测量的摄影测量方案。
经过现场踏勘，最终选择了P700固定翼电动无人机来完成测图。
华测P700无人机航测系统续航时间长，航空卫片解析度高，并且经过反复地形测试。
经过几天的飞行，任务圆满成功。
成果例图（1:2000正射影像图）
可以看出航片色彩均衡一致，影像明亮度饱和、对比度，像对之间接边自然，航向、旁向重叠度满足要求。
图幅之间的几何接边、灰度接边要基本保持一致，数据格式满足要求。
1:2000数字线画图
各类地形影像
除了在城镇地区进行地形测绘，在林地、山地、湖泊等各类地形影像的获取也没问题。
珍贵林保护
火焰山分布图
湖泊分布
国道边坡
黄色圈：地表受振动之裸露地，应列入观察；
红色圈：推测为引进外来地被植物所形成之人工抚育区域；。