无人机低空航拍生成等高线的方法与探讨

概  念

等高线指的是地形图上高程相等的相邻各点所连成的闭合曲线。把地面上海拔高度相同的点连成的闭合曲线，并垂直投影到一个水平面上，并按比例缩绘在图纸上，就得到等高线。

等高线的大致可分两种生成方式：

1、由离散点生成等高线：其生成的等高线精度取决于离散点的密度，离散点可以通过实地实测或者网上下载高程获取，其中实地实测是较 为*的，但是却是较 耗时，若是碰到山林等植被覆盖较大的区域，可能还要砍树测量，非常不便；而网上能*下载的高程精度往往比较低，无法满足小区域范围的等高线生成，这种数据比较适合于很大范围的地形图分析（图一）。

图一  利用网上下载高程生成澧阳平原小范围的等高线

2、利用数字表面/高程模型由GIS软件直接生成等高线，由于无人机航测可获取区域内大量高程信息，此方法可以非常*的生成等高线，但由于南方地区多有植被覆盖，地表高程较难获得，表面模型上包含大量地物信息，生成的等高线非常复杂，如图二：

图二  苗儿岗遗址直接由DSM生成等高线（等高距2米）

那么，在数字表面模型上提取地表裸露区域的高程点，再利用这些点生成的等高线，既满足精度要求，也基本不含地物信息。

方法步骤

1无人机低空拍摄

根据摄影测量的原理，在拍摄时应该遵循同航向相邻影像75%左右重叠率，以及相邻航向影像50%左右重叠率，采用航线扫描拍摄的模式拍摄照片，若需要高精度的测绘成果，则需要在地面上做好控制点，控制点应当均匀分布在测区内，或者精度无太大要求，则可以用飞机自带的GPS数据进行空三解算。

图三  无人机低空航拍遗址

2生成数字表面模型

利用photoscan，pix4d等软件将无人机拍摄的照片组建模，进行空三解算，这里以photoscan为例，在有控制点数据的条件下（或者照片的GPS数据），可以由软件生成数字表面模型DSM，可以看到表面模型上有*的房屋和植被干扰（图四）。

图四  贺家岭遗址数字表面模型

3提取高程点

将DSM导入ARCGIS软件，同时拖入DOM，新建一个点文件，在没有植被及房屋覆盖的地面添加点，利用“值提取至点”的工具，提取DSM上的高程值，而被植被覆盖的区域，我们尽量在实地测量几个高程点，若植被过于茂密很难测量，可以实地估计一下植被的高度，再在DSM提取的高程值上减去植被高度，就得到一组高程点（图五）。

图五  裸露的地表添加点

4生成等高线

将得到的高程点文件导入至南方CASS等软件，即可建立三角网，再生成等高线，可以看到，生成的等高线符合地形趋势，且更简单平滑。

图六  离散点生成三角网进而生成等高线（等高距2米）

总  结

利用无人机低空航拍提取高程点生成等高线，相对于人工测量碎部点，更加简单效率高 ，能够节省大量外业时间，较 终结果能得到一副符合地形走势的等高线图，非常适合中小型遗址的地形图绘制（图七）。

图七  DSM直接生成等高线与提取高程点后生成等高线对比（等高距2米）

文章来源：RTK之家