无人机航测技术在公路征地项目中的应用

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摘要： 无人机航测技术具有机动、灵活的特点，可获得高精度数字高程模型（DEM）、数字正射影像图（DOM）和数字线划图（DLG）等产品。将该技术应用于青藏高原公路征地项目中，不仅获取的成果类型丰富、直观，还可以大幅度提高工作效率，为项目规划设计、征地补偿提供科学依据，对于项目的顺利实施具有重要的意义。

Abstract： Unmanned aerial vehicle aerophotogrammetry technology are mobile and flexible， it can obtain high-precision digital elevation model， digital orthophoto map， digital line graphic and other products. Using this technology into highway land acquisition project of Qinghai-Tibetan Plateau can get rich and intuitive type of outcome and greatly improve work efficiency. The outcome can provide a scientific basis for project planning and design， land acquisition compensation. It is of great significance for the successful implementation of the project.

关键词： 无人机；航空摄影测量；青藏高原；公路征地

Key words： unmanned aerial vehicle；aerophotogrammetry；Qinghai-Tibetan Plateau；highway land acquisition

中图分类号：P231 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2015）35-0240-02

0 引言

目前，公路带状地形图测量采用的方法有全站仪测量法、GNSS RTK测量法、传统航空摄影测量等。全站仪测量及GNSS RTK测量需要投入大量人力、物力，工作周期较长，并且有一定的局限性，比如在地形破碎、建筑密集地区以及人员无法到达的高山、沼泽地区等难以测量；微地貌容易被漏测，成图精度低等。传统航空摄影测量虽然技术成熟，但由于对客观条件要求很严格，比如要租用正规的机场做为起降场地并需向有关部门申请空域等，每次飞行程序较复杂、成本高、作业周期较长，所以也存在着一定的弊端。

随着科学技术的不断发展，低空无人机航空摄影测量技术弥补了以上这些缺陷。无人机遥感航测系统是航空、计算机、通讯、微电子以及“3S”等技术的高度集成，具有机动灵活、高效快速、精细准确等优势，目前已广泛应用于诸多领域。尤其在青藏高原地区，经过不断的探索和实践，已将无人机航测技术应用到了灾害应急监测与评估[1]、国土资源调查与管理[2-3]、矿山测绘[4]、水利工程建设[5]等生产实践当中，取得了良好的社会效应和经济效益。本文通过对青藏高原某矿区进场公路征地项目中无人机航空摄影测量的技术方法进行探讨，以期为今后类似工作提供新的技术方案。

1 无人机航测技术流程

1.1 航空摄影

根据项目设计比例尺和精度要求，结合测区实际情况，确定地面分辨率（GSD）和航高。根据带状测区的特殊地形进行无人机航线设计（见图1），并保证航向重叠度和旁向重叠度均能满足要求。为了达到测图目的，带状测区旁向航线原则上不能少于2条，一般在3至4条左右，遇到盘山路或是道路交汇处时则会出现并列的多条。作业飞行时为了保证无人机飞行安全，每个架次航程控制在130公里之内，并且在航线离本场最远处选择2至3处备降场地。如果不受天气和其它因素的影响，每天能够完成单机5个架次的飞行作业，每架次飞行面积约35平方公里。

1.2 像控点布设与测量

搜集有关基础控制资料，像控点联测以测区原有四等GPS点作为起算点。根据项目区情况，像控点布设采用航后刺点的方式进行并应满足CH/Z 3004-2010《低空数字航空摄影测量外业规范》4.3.1和4.3.2条区域网布点的规定要求。像控点的目标影像应清晰，易于判刺和立体测量，如选在交角良好（30°～150°）的细小线状地物交点、明显地物拐角点、原始影像中不大于3×3像素的点状地物中心，同时应是高程起伏较小、常年相对固定且易于准确定位和测量的地方，以线状地物交点和平山头为宜。

像控点的布设在航向六片或五片重叠范围内，根据CH/Z 3004-2010《低空数字航空摄影测量外业规范》的规定要求，参考基线跨度计算公式，使布设的像控点能够公用，并且尽量使点位矩形分布，在不规则区域应在凸凹点处布点。在大片的平地区域要加大像控点的布设密度，以保证线划图的高程精度。

1.3 空中三角测量

利用无人机航空摄影资料和像控成果，采用全数字摄影测量系统中的空三测量软件及光束法区域网平差程序，进行航测内业区域网空三加密，为下一工序提供模型定向。

1.4 数字线划图制作

将空三成果导入摄影测量工作站，在全数字摄影测量系统中恢复立体模型，采集居民地、道路、水系、地貌等地形要素，以图幅为单位，将采集的地形要素与数字正射影像叠加制作调绘片，提供野外调绘与补测。内业根据外业调绘成果和立体测图数据，对矢量数据进行编辑，完成地形图测绘。

1.5 数字正射影像图制作

以像对为单位创建像对正射影像。为了保证影像的完整和质量，一般左右像片的正射影像都要生成，并将合并后的正射影像作为像对成果进行按图幅的DOM镶嵌。按幅拼接后的DOM应叠加标准公里格网。

1.6 其它图件的制作

将DOM与DLG叠加后的影像图与公路的设计范围线套合，添加地类代码、图斑面积，转入MAPGIS即可制作勘测定界图、宗地图、征地补偿分户图等。

2 结论与展望

无人机遥感系统作为一种新型的航空摄影和对地观测遥感平台，已成为卫星遥感、有人航空遥感和地面遥感的有效补充手段。在公路征地项目中，采用无人机航测技术比采用常规测绘要更加快捷、高效，尤其在常规测量方法完成困难的地区，无人机航测技术具有更大的优势，而且获得的数据更加全面、直观。获取的高分辨率遥感影像图对于项目规划设计、征地补偿提供了有力的证据，对于项目的顺利实施具有重大的意义。

利用无人机飞行平台获取的遥感数据能够为社会经济各部门提供快速及时的信息，从而增强其决策能力和服务水平，今后，低空无人机遥感航测技术会在国家基础建设中发挥越来越重要的作用。

参考文献：

[1]张启元.无人机航测技术在青藏高原地质灾害调查中的应用[J].青海大学学报（自然科学版），2015，33（2）：67-72.

[2]张启元.无人机航测技术在高寒地区基本农田测绘中的应用[J].青海大学学报（自然科学版），2014，32（2）：55-59.

[3]李玉梅.无人机航空摄影在农村土地承包确权工作中的应用[J].价值工程，2015（6）：233-234.

[4]郑永虎，张启元，陈丰田.无人机航测在高原矿区测绘中的应用[J].青海大学学报（自然科学版），2013，31（3）：58-61.

[5]张启元.无人机航摄技术在高原峡谷区水利工程中的应用[J].青海师范大学学报（自然学版），2013（3）：65-68.