中国有色金属工业昆明勘察设计研究院有限公司云南省650051
摘要：无人机航测技术是一种以先进的无人机遥感技术和GPS定位技术为核心，将无人机作为飞行平台，以全自动化摄影测量工作站为处理平台，通过集成，定制飞行控制系统、测绘系统、3S技术以及通信系统，完成航测遥感数据的快速获取及处理技术。
关键词：无人机；航测技术；道路勘测
一、无人机航测系统优点
无人机航测系统作为无人机技术与摄影测量技术结合研究的最新成果具有以下优点：可以在7级风力以下的条件下工作，无人机体形小，使用成本低，作业安全，操作简单，无需专业的飞行人员操控。采点频率大，测图精度高。中小区域测量时，地面采点间隔可达5cm以内。数字图像自动处理，无需专业绘图人员绘图。可生产多样化专业的高精度数字化产品。可在山地、丘陵等地域环境下作业，灵活机动，可根据雨、雾等天气情况调整飞行计划，受天气影响较小。
二、无人航测系统的作业流程
2.1像控点布设与测量
本次像片控制测量采用单基站RTK测量，根据提供的参数直接转换为地方坐标系数据，像控点采用电子刺点，现场对点位照相并制作点位信息表供内业加密使用。
2.2航空摄影
根据《低空数字航空摄影规范》（CH/Z3005-2010）要求，确定地面分辨率，相对航高，绝对航高和飞行路线。根据大比例尺航测测图的特点，结合摄区的地形条件，各飞行架次的曝光间隔、航线间隔因实际情况而定，以保证航片有足够的重叠度。本次航测相对航高450m，航向重叠率为75%，旁向重叠率为45%，获取影像地面分辨率6cm，共拍摄相片1056张。
2.3内业加密
在进行区域网空中三角测量平差前，利用畸变纠正程序Correct对原始航空影像进行畸变差改正后，进行无控制自由网平差。作业过程中，精确设计空三处理航线，经过自动挑粗差点以后，确保每个点均为同名点的同时，检查测区内是否有漏点并手动增加连接点，保证模型间有足够的连接强度。最后利用修改过空三加密软件进行无人机航空影像区域网平差。
2.4三维可视模型制作
利用本项目DEM表达的地形起伏要素，进行影像三维可视化，影像纹理能够真实表现地表覆盖和土地利用状况，将实地的正射影像数据映射到DEM透视表面，叠加各种自然、人文特征信息等空间数据，实现了虚拟三维飞行，为道路辅助选线系统提供了准确、直观的三维数据。
2.5数据精度分析
像数据依据《地形图航空摄影测量外业规范》（GB/T7931-20081:5001:10001:2000）通过两条航线获取了全部影像数据。采用GPS-ＲTK加密测量两条航线中像控点的三维坐标。使用PhotoScan软件对像控点坐标精度进行了分析，可以达到成图精度要求。
三、无人机航测系统在实际作业中的运用
无人机航测系统在地形测量中的运用是相当广泛的，在公路的带状地形测量中的运用也是较为突出的，下面我们蚌埠市某公路中的一段道路测量为例，对无人机航测系统在带状地形测量中的运用做出一个合理的分析。该线路全长25.8公里，处于山地地形，而且地势高差太大，地物较为复杂，沿线道路交通不便，通视情况较差。
3.1地形的首级控制点布设
为了保证控制测量准确性和精度，在沿线每隔5公里左右用GPS布设了四等GPS控制点，作为该道路地形测量的首级控制点。
3.2像片控制点的布设原则及测量方法
其一，像片控制点标志的设计。本项目像片控制点标志使用1.5m方形喷绘纸，设计为黑白相间的三角形图案。其二，像片控制点的设置较为密集，由于本次测量的区域为山区地形，树木繁密，为了保证摄影成像的效果，在测量前需要在测量的线路上设置相应的布标，其布标要颜色分明以保证拍摄的效果。其三，测量精度的保证。本次布控的像控点为平高点，像片控制点的测量采用单基站RTK的测量方法。最后用全站仪去检测控制点精度，较差符合规范要求。
3.3无人机低空高精度摄影
无人机的航线都是人工预设的，所以根据测量的需要，对无人机的航线进行设计。由于无人机航线测量的宽度有限，依据目标测量的要求，本次设计需要无人机飞行五个架次，而且每个架次要飞行三条航线以保证测量的结果全面、精准。另一方面，无人机虽然拥有高精度的摄影设备，但是合理的飞行高度会使得所获取的影像效果更好。同时，相对于有人驾驶的测量机械来讲，无人机对测量环境的限制更少，但并不是毫无限制，因此在进行带状地形的测量时，最好选择最佳的气候条件，获得的数据信息会更加精准。
3.4高精度的加密计算
无人机对拍摄的结果会自动的进行收集处理计算，尤其是数码像片经过像片改正，可以充分的消除框标坐标残差。在进行数据处理时，内定向地采用边框自动计算，同时全面的考虑到大气折光等环境的影响，采用设备仪器自动校准的模式减少系统误差的影响，从而保证最大限度的计算结果的精确性。
3.5内业测图与外业测绘
内业矢量测图采用MapMatrix数字摄影系统。在全数字摄影测量系统上进行立体数据采集，立体像对直接导入空三加密成果。外业测绘需要在实际的图纸上进行，严格按照公路的各项勘测标准，对测量的结果进行修整和补测，以充分确保测量的准确性。在进行外业测绘的过程中，应注意对以下问题的处理。其一，各种通讯设施的处理，在图中必须要标明电线、线缆等线路的走线和转折点。其二，为了不影响公路在带状地形中的设计运用，要标明测量区域内的公路、桥涵等道路构造物的详细情况。其三，测绘过程中要注明测量区域内的植被和其他的农作物等。另外，为了保证测量成果的准确性，在测量区域内找到120个明显的地物标志点进行精度校准，点位误差小于±0.5m，符合设计的要求。
结语
无人航测系统具有机动性强，分辨率高，集成性高的特点。在道路勘测中，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。但随着科技的发展这些问题迟早会被解决掉。可以预见，无人航测系统必将在道路桥梁测量，城乡一体化规划等领域发挥积极作用。
参考文献
[1]金伟，葛宏立，杜华强，等.无人机遥感发展与应用概况[J].测绘，2012.
[1]周祥生.无人机测控与信息传输技术发展综述[J].测控遥感与导航定位，2014.