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摘要：随着经济建设的迅速发展，我国诸多部门都已拥有了大量的卫星遥感影像和传统航空摄影数据，但对局部地区急需的实时性、机动性、高分辨率遥感数据的需求趋势也明显增加。相对于传统的以卫星、大飞机为搭载平台的遥感数据和影像资料获取大范围的地理国情信息，低空无人机航摄遥感更具有机动、灵活等优点，使得该系统在小区域测绘和应急数据获取等方面具有独特的优势。低空无人机航摄遥感是以低速无人驾驶飞机为空中遥感操作平台，用彩色、黑白、红外、摄像等技术从空中拍摄地表地物、地貌影像数据，并用计算机对影像数据信息进行加工处理。汇集了遥感、通讯、GPS差分定位、遥控等技术与计算机软件处理技术的新型应用技术。
关键词：无人机低空摄影测量 大比例尺 地形地貌 像控点。
中图分类号：TU471.8 文献标识码：A
我国的地形勘测方面主要包括了地质、地貌和资源开发几个方面，通过地形测量可以更清晰地了解我国领土的实际情况，从而使军事、建筑等方面更顺利地开展活动。
1.我国无人机的开发情况
在1917年诞生了第一代的无人飞行器， 这种无人飞行器最初是用作靶机， 后来逐渐用于作战、侦察及民用遥感平台。在20世纪80年代之后， 计算机技术的发展有效地提升了使无人驾驶飞行器的系统性能， 快速地增大了无人机的应用范围和应用领域。
上图是我国无人机在2006年至2010年的市场应用情况。我国目前的无人机已经开始在农作，地形测量等方面发挥出其独有的性能，且飞行器的类型己达数百种之多。在这几年的发展中无人机的续航时间已经从一小时升级到几十小時，任务载荷从几千克到几百千克，为执行更多的任务创造了多种有利因素。
无人机技术的发展已经经过了几十年， 通过深入研究，无人机的性能在不断提升， 功能也越来越完善。在近几年来随着航空、计算机等相关科技的飞速发展， 无人机技术从研究型慢慢转变为应用型， 已经成为非常重要的未来地形测量航空器。
2.无人机遥感系统的组成
无人机遥感系统是地形测量的重要设备，其中就有无人机本体，以及导航与飞行控制系统包含在这套设备中。为了能够将遥感器的空中位置进行确定，方便程控设备按计划航线飞行，无人机上必须装有GPS系统。飞行器的传感平台有三轴稳定功能， 一般会有摄像头或者数码相机安装在无人机的摄影平台上。以下是无人机摄影平台的部分性能指标图。
通过遥测信道可以将摄像头获取的图像传输到地面，由于大部分都是采用CCD高分辨率的面阵数码相机获取地形测量的影像，因此无人机在拍摄时会将数据保存在存储卡中， 在降落后再取出转输到电脑中进行处理。
这种遥感摄影相关测量系统在整个飞行摄影过程中起着非常重要的作用，它主要通过两方面组成，一方面为遥感平台，而另一方面则为传感器。在相关的摄影过程中，我们可以简单地认为，第一方面的遥感平台主要指的是航空摄影相关测量系统之中的主要设备，也就是无人机。而另一方面所说的传感器则指的是航空摄影相关测量系统中所使用的数码摄像设备。
2.1无人机
在整个工程中，无人机这一设备的使用是整个遥感摄影相关技术中最为主要的环节，也是各种不同设备之中设计技术水平最高的一种设备。无人机自身所占体积并不大，而且在空中进行相关动作的时候需要依靠低下部分的计算机来进行控制。当无人机在高空进行飞行的时候，其自身工作信息为：巡航空速大约在每小时98千米，而空中飞行高度对应的最大值为3600米，自身最大承载力为3.5G，高空飞行所持续的时间基本上都保持在一小时上下，其飞行过程中对应的抗风能力为13米每秒，自身和地面保持通讯的最大距离基本在15千米左右。
2.2数码摄影设备
数码摄影设备是人们通过遥感摄影相关测量系统对指定区域进行相关测量这一过程中最为关键的设备。其数码设备自身性能高低将直接影响到最终所得数据自身信息涵盖量。现在人们在无人机中安装的数码设备基本上都是佳能品牌的Mark2，这一数码摄影设备自身具有高工作效率和高工作质量这两个特点，并且设备自身所拍摄的相片极为清晰，从相片之中所获取的信息也极多。另外，佳能品牌的这种数码摄影设备还具有较好的持续工作能力，其自身使用寿命也要比普通数码摄影设备要高。而无人机在高空之中所拍摄的相片自身宽度是4272毫米，其长度是2848毫米。
3.无人机航空摄影测量技术
无人机具有机动灵活、成本低、拍摄范围广等优势，它的出现解决了小面积低空摄影测量的关键问题，可以快速高效的获取高精度低空影像，成果更具现势性。
使用无人机低空摄影测量系统进行地籍测量工作的主要内容包括获取测区影像数据、野外像控点布设及测量、内业空三加密以及数字测图等几个主要步骤，其中内业空三加密主要输出加密后的影像、DEM数据、记录影像大地坐标和3个角元素的文件、记录自动提取的特征点的大地坐标文件、精确匹配后确定的用于相对定向和空三平差的定向点影像坐标文件、相机文件空三精度报告以及照片的外方位元素等，经过空三加密后的影像可直接导入进行数字测图。
根据无人机低空摄影测量和全野外数据采集两种成图方法的比较结果[3、4]，无人机低空摄影测量地物点的平面位置中误差和间距中误差完全满足TD/T1001-2012 《地籍调查规程》的要求。
4.无人机应用于地形测量的可行性
由于航空摄影测量已经应用于地形测量中， 有人飞机已经不能够和无人机相比了，为了能有效提升地区的测量效率必须要发挥出无人机的特殊性能。无人机遥感系统应用于地形测量具有以下优点。
4.1灵活的机动性
由于具有一定的灵活性，无人机并不需要专用的起降场地， 且其非常短的升空时间，简易的操作系统和较低的运行成本， 使得无人机的应用率大大上升。不同于有人飞机，无人机具备了按预定飞行航线自主飞行的功能，并且还有非常稳定的飞行姿态，有效地提升了拍摄和航线控制的精度。在正常的情况下，飞行平台的最高载油量为5千克， 持续飞行器1600千米， 滞空时间达到16小时以上，且无人机的飞行高度是五十米至一千米，高度控制精度能够达到十米，因此无人机能够一次设定将近一百个地形测量航点， 而且在完成设定的航点后就可以把新的地形测量航点上传上去， 避免了降落后再输入的情况，充分展示了无人机的灵活性。
4.2可靠的安全性
由于驾驶人员和地质科研人员不用驾驶飞机进行工作，因此无需担心飞行时会发生的人员伤亡问题。近几年我国无人机都装配了遥感系统，并且随着航空及计算机的飞速发展，使得无人机地形测量能力的可靠性获得了更大一步的提升。
4.3使用多角度高分辨率的影像进行测量
由于无人机安装了高精度数码成像设备，具备垂直或倾斜摄影的技术能力， 除了能够通过竖直拍摄获取平面影像外， 还可以通过低空飞行用多角度的摄影来获取建筑物的多面高分辨率纹理影像，该特点对于高层建筑遮挡问题的解决能力比卫星遥感更加有效。
4.4系统成本、维护及影像数据处理费用较低
相比较于有人驾驶的飞机，无人机的飞行平台及其控制系统的总价是普通巡逻直升机的五分之一倍。而且控制人员不需要进行考取飞行执照，使上岗的时间大大缩短。无人机的制造材质时使用高强度的轻质量碳纤维复合材料， 在维护方面更加便捷。搭载的影像处理设备在数据处理方面不需要太高的配置，成本费用低。
参考文献：
[1] 郑义.大比例尺地形图程序自动分幅[J]. 矿业工程. 2011(02)
[2] 许大力.徕卡ADS80数字航空摄影测量系统在大比例尺地形图航测工程中的应用[J]. 中国科技信息. 2011(08)
[3] 杨泽运,康家银,赵广东.利用Quick Bird全色遥感影像更新城市大比例尺地形图[J]. 测绘工程. 2005(02)
[4] 陈步尚.论城市大比例尺地形图(地籍图)的测绘及精度评定[J]. 包头钢铁学院学报. 2006(04)
关键词：无人机低空摄影测量 大比例尺 地形地貌 像控点。
中图分类号：TU471.8 文献标识码：A
我国的地形勘测方面主要包括了地质、地貌和资源开发几个方面，通过地形测量可以更清晰地了解我国领土的实际情况，从而使军事、建筑等方面更顺利地开展活动。
1.我国无人机的开发情况
在1917年诞生了第一代的无人飞行器， 这种无人飞行器最初是用作靶机， 后来逐渐用于作战、侦察及民用遥感平台。在20世纪80年代之后， 计算机技术的发展有效地提升了使无人驾驶飞行器的系统性能， 快速地增大了无人机的应用范围和应用领域。
上图是我国无人机在2006年至2010年的市场应用情况。我国目前的无人机已经开始在农作，地形测量等方面发挥出其独有的性能，且飞行器的类型己达数百种之多。在这几年的发展中无人机的续航时间已经从一小时升级到几十小時，任务载荷从几千克到几百千克，为执行更多的任务创造了多种有利因素。
无人机技术的发展已经经过了几十年， 通过深入研究，无人机的性能在不断提升， 功能也越来越完善。在近几年来随着航空、计算机等相关科技的飞速发展， 无人机技术从研究型慢慢转变为应用型， 已经成为非常重要的未来地形测量航空器。
2.无人机遥感系统的组成
无人机遥感系统是地形测量的重要设备，其中就有无人机本体，以及导航与飞行控制系统包含在这套设备中。为了能够将遥感器的空中位置进行确定，方便程控设备按计划航线飞行，无人机上必须装有GPS系统。飞行器的传感平台有三轴稳定功能， 一般会有摄像头或者数码相机安装在无人机的摄影平台上。以下是无人机摄影平台的部分性能指标图。
通过遥测信道可以将摄像头获取的图像传输到地面，由于大部分都是采用CCD高分辨率的面阵数码相机获取地形测量的影像，因此无人机在拍摄时会将数据保存在存储卡中， 在降落后再取出转输到电脑中进行处理。
这种遥感摄影相关测量系统在整个飞行摄影过程中起着非常重要的作用，它主要通过两方面组成，一方面为遥感平台，而另一方面则为传感器。在相关的摄影过程中，我们可以简单地认为，第一方面的遥感平台主要指的是航空摄影相关测量系统之中的主要设备，也就是无人机。而另一方面所说的传感器则指的是航空摄影相关测量系统中所使用的数码摄像设备。
2.1无人机
在整个工程中，无人机这一设备的使用是整个遥感摄影相关技术中最为主要的环节，也是各种不同设备之中设计技术水平最高的一种设备。无人机自身所占体积并不大，而且在空中进行相关动作的时候需要依靠低下部分的计算机来进行控制。当无人机在高空进行飞行的时候，其自身工作信息为：巡航空速大约在每小时98千米，而空中飞行高度对应的最大值为3600米，自身最大承载力为3.5G，高空飞行所持续的时间基本上都保持在一小时上下，其飞行过程中对应的抗风能力为13米每秒，自身和地面保持通讯的最大距离基本在15千米左右。
2.2数码摄影设备
数码摄影设备是人们通过遥感摄影相关测量系统对指定区域进行相关测量这一过程中最为关键的设备。其数码设备自身性能高低将直接影响到最终所得数据自身信息涵盖量。现在人们在无人机中安装的数码设备基本上都是佳能品牌的Mark2，这一数码摄影设备自身具有高工作效率和高工作质量这两个特点，并且设备自身所拍摄的相片极为清晰，从相片之中所获取的信息也极多。另外，佳能品牌的这种数码摄影设备还具有较好的持续工作能力，其自身使用寿命也要比普通数码摄影设备要高。而无人机在高空之中所拍摄的相片自身宽度是4272毫米，其长度是2848毫米。
3.无人机航空摄影测量技术
无人机具有机动灵活、成本低、拍摄范围广等优势，它的出现解决了小面积低空摄影测量的关键问题，可以快速高效的获取高精度低空影像，成果更具现势性。
使用无人机低空摄影测量系统进行地籍测量工作的主要内容包括获取测区影像数据、野外像控点布设及测量、内业空三加密以及数字测图等几个主要步骤，其中内业空三加密主要输出加密后的影像、DEM数据、记录影像大地坐标和3个角元素的文件、记录自动提取的特征点的大地坐标文件、精确匹配后确定的用于相对定向和空三平差的定向点影像坐标文件、相机文件空三精度报告以及照片的外方位元素等，经过空三加密后的影像可直接导入进行数字测图。
根据无人机低空摄影测量和全野外数据采集两种成图方法的比较结果[3、4]，无人机低空摄影测量地物点的平面位置中误差和间距中误差完全满足TD/T1001-2012 《地籍调查规程》的要求。
4.无人机应用于地形测量的可行性
由于航空摄影测量已经应用于地形测量中， 有人飞机已经不能够和无人机相比了，为了能有效提升地区的测量效率必须要发挥出无人机的特殊性能。无人机遥感系统应用于地形测量具有以下优点。
4.1灵活的机动性
由于具有一定的灵活性，无人机并不需要专用的起降场地， 且其非常短的升空时间，简易的操作系统和较低的运行成本， 使得无人机的应用率大大上升。不同于有人飞机，无人机具备了按预定飞行航线自主飞行的功能，并且还有非常稳定的飞行姿态，有效地提升了拍摄和航线控制的精度。在正常的情况下，飞行平台的最高载油量为5千克， 持续飞行器1600千米， 滞空时间达到16小时以上，且无人机的飞行高度是五十米至一千米，高度控制精度能够达到十米，因此无人机能够一次设定将近一百个地形测量航点， 而且在完成设定的航点后就可以把新的地形测量航点上传上去， 避免了降落后再输入的情况，充分展示了无人机的灵活性。
4.2可靠的安全性
由于驾驶人员和地质科研人员不用驾驶飞机进行工作，因此无需担心飞行时会发生的人员伤亡问题。近几年我国无人机都装配了遥感系统，并且随着航空及计算机的飞速发展，使得无人机地形测量能力的可靠性获得了更大一步的提升。
4.3使用多角度高分辨率的影像进行测量
由于无人机安装了高精度数码成像设备，具备垂直或倾斜摄影的技术能力， 除了能够通过竖直拍摄获取平面影像外， 还可以通过低空飞行用多角度的摄影来获取建筑物的多面高分辨率纹理影像，该特点对于高层建筑遮挡问题的解决能力比卫星遥感更加有效。
4.4系统成本、维护及影像数据处理费用较低
相比较于有人驾驶的飞机，无人机的飞行平台及其控制系统的总价是普通巡逻直升机的五分之一倍。而且控制人员不需要进行考取飞行执照，使上岗的时间大大缩短。无人机的制造材质时使用高强度的轻质量碳纤维复合材料， 在维护方面更加便捷。搭载的影像处理设备在数据处理方面不需要太高的配置，成本费用低。
参考文献：
[1] 郑义.大比例尺地形图程序自动分幅[J]. 矿业工程. 2011(02)
[2] 许大力.徕卡ADS80数字航空摄影测量系统在大比例尺地形图航测工程中的应用[J]. 中国科技信息. 2011(08)
[3] 杨泽运,康家银,赵广东.利用Quick Bird全色遥感影像更新城市大比例尺地形图[J]. 测绘工程. 2005(02)
[4] 陈步尚.论城市大比例尺地形图(地籍图)的测绘及精度评定[J]. 包头钢铁学院学报. 2006(04)