基于无人机航测的DEM数据生产及编辑

摘要：科技的飞速发展，使得无人机航测技术水平得以全面提高。通过无人机航测影响技术获取DEM数据早已成为可视化测绘最关键、最有效的一种方式，也是明确3D影像精度的中心。在此基础上，文章详细分析了无人机航测技术，阐述了无人机航测的DEM数据生产及编辑，希望能够为相关业界人士提供有价值的参考。

关键词：无人机；航测；DEM数据；生产与编辑

前言：现如今，社会在不断进步，经济在迅速发展，现代测绘技术已步入崭新的阶段，在测绘生产中引入新兴科技，进而将测绘任务高效完成，成为历史发展的必要方向。对DEM数据的生产与编辑进行全面研究与分析是非常重要的，这不但能降低地形、地貌以及气候等因素的不良影响程度，还能保障整个工程施工进步和安全，为此，相关业界人士需重视和关注无人机航测DEM数据的生产及编辑。

1无人机航测技术 1.1原理

无人机航测技术是将无人机作为飞行平台，在平台中配置高分辨率摄影仪器与激光雷达等装置，基于影像信息采集系统，远程控制机载设备开展测绘影像采集与同步传输作业，从而实时掌握测区情况。同时，影像信息采集系统由地面监控以及飞行控制系统加以组成。在无人机航测期间，地面监控系统负责对所获取影像信息进行整合预处理、质量检测、构建三维立体模型与生成核线影像。而飞行控制系统负责操控无人机按预定航线飞行，将航线重叠度与旁向重叠度分别控制在70%与50%。在特殊情况下，工作人员远程控制无人机躲避障碍物与修改航线。

1.2优势

1.2.1机动灵活

与传统航空摄影测量技术相比，无人机航测技术具有快速航测反应能力，无人机往往处于低空飞行状态，飞行质量、机身颠簸度与测量精度并不会受到气候条件的明显影响，且空域申请较为便利。同时，在无人机飞行期间，当出现风向变化时，虽然会对无人机飞行线路造成影响，但依靠飞行控制系统，可以在短时间内对无人机航线进行修正处理，以减小外部环境对测量精度造成的影响。此外，无人机作为一种小型飞行器，对起降场地要求较低，仅需在一段较为平整的路面，即可安全完成无人机起降操作，并将升空准备时间控制在15min以内。而在测区现场地质条件过于复杂时，无法通过自力发射方式起飞时，工作人员还可选择采取弹簧起飞与垂直起飞方式，向无人机提供充足的升力。

1.2.2测量精度高

在无人机航测系统中搭载有数字彩色航摄相机与数码相机等设备，在系统运行期间，可以持续获取超高分辨率的数字影像以及高精度定位数据，并将数据信息生成三维景观模型及三维正射影像图，最终测量的成像质量与精度都明显超过大飞机航拍测量成果。同时，无人机航测技术还可以切实满足不同类型工程测量任务的精度要求。例如，将无人机航测系统切换至低空遥感模式，在低空与超低空环境下完成测量作业，持续采集低空精准数据，满足应急救灾等测量任务的作业需求。同时，将系统切换至高空作业模式，持续获取高空信息数据，以满足资源勘测等类型测量任务的作业需求。

2无人机航测常用的DEM数据

当前，在DEM数据采集过程中，SRTM卫星干涉雷达数据是常见的一种方式，具体包括SRTM1与SRTM3，这种数据可以借助网络获得，但在具体的应用过程中也存在一定的问题，具体表现在以下两个方面：第一，在垂直方向会存在一定的误差，包括部分不平坦的水域情况；第二，存在数据的空洞和缝隙情况，对于地质复杂的区域，难以反映区域的全貌。在收集数据完成后，需要对比SRTM的数据精度从而保证其可靠性。而机载LIDAR技术也是常用的一种测绘技术。主要是借助激光测距技术或者全球定位系统形成的一种新型测绘技术，获取的运输局内

容丰富，包括地表以及地面建筑物的三维数据。通过实验可以发现，使用机载LIDAR技术来获取DEM数据的精度比较高，但精度提升的过程中，测绘的成本也在提升。为了综合各方面的因素，既要保证数据的准确性也要控制好成本，当前通过航测的方式对DEM数据进行获取，可以实现数据的随时测量，摆脱时间的限制。

3无人机航测的DEM数据数字化生产流程

在使用无人机进行DEM数据生产的过程中，需要以数字影像技术为重要基础，由于无人机在应用过程中，航行的轨迹存在差异，也会存在一定的视觉差异，因此需要使用计算机对相邻的影像进行匹配，从而对视差进行全面的测量，具体可以使用空中三角形进行，从而计算相应位置的坐标。通过解算得到的物体的空间坐标，形成DEM，最终将视觉差异转化成地面高程。

对于非测量的相机，在使用前应该及时对相机的畸变影响进行筛选过滤，并对参数进行核对，这主要是利用全自动的一种方式，对框标的中心定位进行识别，整个过程需要使用准确度较高的扫描坐标。借助当前的技术可以保证匹配的速度读。具体航测过程中，技术人员要提前设定好数据，根据提前设定好的规则对数据进行解读，保证最终结果分析的准确性，奠定后期设计、统计等相关工作顺利进行的基础。

4无人机航测的DEM数据编辑方法

DEM编辑是一项非常重要工作，对后续的工程推进可以起到重要的参考作用。通常情况下，DEM编辑常用的方式包括以下几种：第一，使用三角网内插的方式进行处理；第二，使用更具针对性的房屋过滤方式进行处理；第三，使用中值滤波的方式对噪声明显的区域进行针对性处理。

4.1三角网内插

在进行编辑的过程中，三角内插是常用的一种方式，主要是对区域边缘的高程值进行处理，并在内差点形成三角形之后进行搜索，之后完成重构，得到新的三角形，并得到三角形的矢量结构、存储点以及拓扑关系。使用这种方法可以有

效对测绘过程中的树木、桥梁、房屋以及道路等进行修正，从而改善数据的还原效果，提升数据的准确性。合理使用三角网内插的方式，对于编辑对比，选择最优区域，更好地开展立体测量都具有重要意义。

4.2房屋过滤

这种过滤方式与三角形内插法的过滤方式都是常用的一种编辑手段，整个过程是相似，不同的是，房屋过滤方式更有针对性，通过对宽度和坡度的阈值进行设计，可以更好地识别房屋内插出地面的高程值，对于比较分散区域的房屋和树木具有重要意义。并且过滤的效率也相对较高。

4.3中值滤波

在编辑的过程中，有时需要使用模板数据，将模板按照大小顺序排列好，使用含有奇数的滑动模板，截取中间位置的数据信息作为最终数据处理的结果。通过这种方式，在处理之后如果存在暗点噪声的情况，需要及时对数据的位置进行调整，从而实现控制噪声的目的。这种方式对于处理孤立噪声问题非常有效，另一方面，处理过程中需要做好图像内容的保存工作，在进行DEM编辑的过程中，这种处理方式也是常见的一种方式。技术人员根据实际情况选择合适的处理编辑方式，保证最终结果的有效性。

结束语：

总之，相较于功能相似的雷达设备，无人机航测获取DEM数据的质量更高，能与现阶段我国生产与发展对3D影响的标准相符合，全面提升了使用效率。但在具体运行期间，DEM数据的生产及编辑始终存在问题，被测区域如桥梁、建筑等的数据容易受到感染，会降低精度、会增加误差，所以相关工作者需依据实情，在第一时间调整数据的生产及编辑。

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