无人机航测技术在大比例尺地形图更新中的应用

无人机航测技术在大比例尺地形图更新中的应用

马小乐

中冶武勘工程技术有限公司 湖北 武汉  430080

摘要：随着无人机技术的快速发展，无人机航测技术在地图制作领域得到了广泛应用。本文将重点探讨无人机航测技术在大比例尺地形图更新中的应用，无人机航测技术在地图更新中具有高效性、精度高、成本低等优势，但也存在设备稳定性、数据处理和误差控制等挑战。通过采用适当的技术方案，可以进一步加强无人机航测技术在地图更新中的实际应用。

关键词：无人机航测技术；大比例尺地形图；更新；优势；

随着社会和科学技术的不断发展，地图已经成为了现代化社会中不可或缺的一部分。然而，地图的制作和更新需要海量的地理信息，如何获取和更新这些信息是地图制作中面临的主要难题之一。传统的地图制作方法主要是人工绘制，工作量大、质量难以保证。随着无人机技术的不断发展和成熟，无人机航测技术越来越受到关注，并在地图制作领域中得到了广泛应用。

一、无人机航测技术在大比例尺地形图更新中的重要性

    无人机航测技术是指利用无人机进行航空测量和遥感数据采集的技术，其可采集大面积、高分辨率、三维化等数据，为地图制作提供了高效省力的数据来源。无人机航测技术能够大大提高地形图的更新效率。无人机可在较短的时间内对较大范围进行快速测量，不受地形复杂性和环境条件的限制，能够高效获取地面数据。这对于频繁需要更新的大比例尺地形图而言，具有重要的意义[1]。第二，节约成本。传统的地形图更新往往需要投入大量的人力、物力和财力进行测绘和数据处理。而无人机航测技术则能够有效降低地形图更新的成本开销。无人机搭载的航摄设备能够实时获取高分辨率的影像数据，避免了传统地形测量所需的大量测量设备和人员投入，从而减少了经济成本。第三，无人机航测技术配备先进的测绘设备和传感器，能够获取高质量的地面数据。无人机航拍影像具有高空间分辨率和高几何精度，可以精确地重建地形和地貌信息。另外，无人机还可通过组合导航技术实现对航拍影像进行精确定位，从而提高地形图的数据精度和准确性。第四、无人机航测技术在大比例尺地形图更新中的应用不仅仅局限于地理测绘领域，还可在城市规划、土地管理、环境监测、灾害评估等领域发挥重要作用。可以为这些领域的决策者和研究者提供准确、及时的地形信息，支持决策和规划的制定。同时，无人机航测具有较强的适应性，可以灵活地应对各种地形、气候和环境条件，在复杂的地理环境中进行飞行和影像采集，能够获取到传统测量无法获得的高灵活性观测数据[2]。

二、无人机航测技术在大比例尺地形图更新中的挑战

（一）设备稳定性

无人机采集数据过程中，往往需要在恶劣的天气和地形条件下进行，需要机身结构强度高、耐压性好、通信稳定等性能比较高的设备。同时，容易受到风、雨、温度等自然环境因素的干扰，其设备稳定性需要得到不断的提高和改进。

（二）数据处理

采集到的无人机航测数据需要进行后续处理和分析。常见的数据处理包括图像拼接、几何校正、数字正射影像生成、三维重建和特征提取等。通过这些处理步骤，可以得到更准确和可用的地理信息数据。因此，如何优化数据处理流程、缩短计算时间与提高处理精度是无人机航测技术在地图更新中需要解决的问题之一。

（三）误差控制

由于无人机航测技术采集的地图数据受到各种因素的影响，如天气、风力、光线等，因此需要精确控制误差。误差对于地图更新制作的质量影响很大，控制误差的方法也是无人机航测技术在实际应用中需要解决的问题之一[3]。

三、无人机航测技术在大比例尺地形图更新中的技术方案

首先，选择适合的无人机是关键。在选择无人机时，应根据地形图更新的需求考虑载荷能力、飞行稳定性和自动化控制等因素。一般而言，多旋翼无人机是较为常用的选择，因其具有良好的悬停能力和灵活性，同时也能够搭载相机或激光雷达。

其次，进行飞行计划设计。飞行计划的设计应根据地形图更新的范围和要求来确定。需要确定航线覆盖的区域范围、航线间隔和飞行高度等参数。这需要结合地形复杂性、障碍物和禁飞区域等因素进行权衡。飞行计划的合理设计对于数据采集的效率和质量具有重要影响。

然后，进行数据采集。在数据采集过程中，根据项目类型，无人机搭载相机或激光雷达，通过航测获取地理数据。对于大比例尺地形图的更新，通常采用相机进行影像采集，或者激光雷达获取高精度的高程数据。在数据采集过程中，需要注意飞行的安全性和合法性，遵守航空法规和相关规定，保证飞行的安全和合法性。

数据采集完成后，将数据进行处理和处理。这包括图像拼接、去除畸变、配准、点云处理等步骤。图像拼接是将采集到的多个影像进行无缝拼接，保证数据的完整性。去除畸变是为了消除由摄像机镜头引起的畸变，保证数据的几何精度。配准是将采集到的地理数据与已有的参考数据进行匹配，提高数据的准确性和一致性。点云处理是利用激光测量的数据生成高精度的地形模型[4]。

最后，进行数据分析和制图。在数据处理过程中，可以利用地理信息系统（GIS）等软件对数据进行分析和可视化处理。通过地理信息系统的功能，可以对数据进行地理空间分析，提取特定地理要素等。同时，制图是将处理后的数据制作成符合需求的地形图。可以根据需求选择合适的符号、尺度和投影方式，生成高精度、准确度较高的大比例尺地形图。

总的来说，无人机航测技术在大比例尺地形图更新中采用了一系列的技术方案。从无人机的选择到飞行计划的设计，再到数据采集、处理和制图，各个环节都需要考虑数据精度、飞行安全性和数据处理的效率。因此，无人机航测技术能够为大比例尺地形图更新提供高效、高精度的解决方案，推动地理信息行业的发展。

结束语：

本文针对无人机航测技术在例尺地形图更新中的应用进行了深入分析和探讨。无人机航测技术具有高效、精准、经济等诸多优势，在地图更新领域中得到了广泛应用。但同时也存在着设备稳定性、数据处理、误差控制等方面的挑战和困难，需要进一步完善和提高。针对这些问题，需要继续开展深入的研究和实践，推动无人机航测技术在地图更新领域中的发展和应用。

参考文献：

[1]张本平. 无人机航测技术在大比例尺地形图测绘中的应用[J]. 工程技术研究,2021,6(18):236-237.

[2]郝兰朋. 无人机摄影测量技术在矿山大比例尺地形图快速更新中的应用[J]. 中国金属通报,2020,(06):265-266.

[3]汪雅男. 城市大比例尺地形图更新技术方法和应用探讨[J]. 住宅与房地产,2020,(15):240.

[4]杜洪涛,郭敏,魏国芳,梁菲. 基于无人机倾斜摄影技术的大比例尺地形图测绘方法[J]. 城市勘测,2018,(06):63-66+81.