无人机航测技术的研究及应用实践可行性分析

无人机航测技术的研究及应用实践可行性分析

发表时间：2018-12-05T11:59:02.880Z 来源：《防护工程》2018年第25期作者：朱飞飞

[导读] 应急测绘等提供了解决方案。使用无人机图像的航测1：1000、1：2000等大型地形图的方法已相对成熟，但航测1：500个大型地形图的情况并不多。在此基础上，研究了基于无人机航拍系统的航测1：500大型地形图的方法取得了良好的效果。

朱飞飞

国网浙江省电力有限公司丽水供电公司浙江 323000

摘要：随着无人机技术的迅速发展，基于无人机的航空摄影得到了广泛应用，为城市规划，应急测绘等提供了解决方案。使用无人机图像的航测1：1000、1：2000等大型地形图的方法已相对成熟，但航测1：500个大型地形图的情况并不多。在此基础上，研究了基于无人机航拍系统的航测1：500大型地形图的方法取得了良好的效果。

关键词：无人机航测；应用；实践；可行性

前言

近年来，使用无人机快速获取地面图像和进行大规模航空测量时，许多专业人员已经尝试并获得了满足精度要求的地理空间数据。但在进行1：500航测测绘，没有太多具体的应用实例。本文基于浙江省丽水市的试验区以1：500航测为例验证基于无人机的大型航测方法是否达到1：500地形图的成图精度要求。

1.基于无人机航测的大规模测绘方法

首先，利用无人机航拍系统在项目区域进行航空摄影，获得该区域内合格的无人机图像，然后进行加密来建立用于三维特征集合的数字三维模型。它解决了传统方法中提升精度达不到标准的问题。

2.基于某一调查区域，无人机航测大规模测绘实践

2.1航空摄影

本文采用大尺度测绘方法对丽水市某调查区的无人机进行航空测量1：500数字化测图实践研究。使用南京开悦科技有限公司生产的GC-610多旋翼无人机，摄影传感器使用Sony A7 R全画幅CMOS相机。无人机飞行控制导航系统使用大疆的悟空M进行航拍。焦距为35毫米，航向重叠一般应为60％至80％，最小值不应小于53％。侧面重叠一般应为15％-60％，最小值不应小于8％。航向覆盖范围应不小于射击边界以外的2个基线。超出拍摄区域边界的横向覆盖范围通常不小于图像宽度的50％，并且至少不小于图像宽度的30％。

2.2空三加密

在本文中，INPHO系统的MATCH-AT模块用于在测量区域上执行波束方法，以获得高精度定向点和外部定向元素。为建立调查模型和内部数据收集提供准确的数学基础。满足规范规定空气三角测量加密控制点的平面和高程误差，并且完成了区域网络调整计算后的基本定向点残差的准确度指标，超额控制点差异值和公共点差。

2.3等高线、高程点提取

使用Microstation v8软件的TerraSolid模块，基于机载LiDAR预处理数据（自动分类的结果），参考粗略正射影像数据执行手动分类过滤。使用获取的高精度地面点云数据提取高程点以生成等高线。对于地形复杂，植被茂密的地区，当点云数据不能正确表示地形时，基于点云数据生成的轮廓有必要测量和调整场地中的高程信息和等高线。

2.4数字立体模型建立、采集

使用Aerospace Vision MapMatrix软件进行立体测绘。原则上，使用空三引导方法建立数字三维模型。通过实验已经证实，在导入外部定向元素时，注意编辑外部定向元素的KAP-PA角度并使KAPPA角度增加。

立体数据采集的基本要求：1在三维模型下，检查由LiDAR地面点云数据提取的等高线和高程点等地貌要素，发现不合理的地方得到纠正;2在保证测绘精度的前提下，注重美观;3连接现有的地形图数据，并更新地形图。当其余数据连接到现有的地形图数据时，如果边框的边缘未满且元素发生很大变化，应更新和映射现有的地形图数据;4立体映射原则上由现场定义;5当部分覆盖局部物体的轮廓时，应准确测量可见部分。有必要在地图轮廓外的空白处标记或解释标记，并将其留在现场进行额外的测试处理。为外部用图提供最大的方便；

2.5外业调绘和补测

对于内部行业泄漏检测以及新功能和地形，应进行调整并完成测试。通常，应使用完整的分析方法在现场测量新的地面物体;可以通过距离交叉方法和平行或垂直截距方法重新测试单个零星的新特征，其中不少于3个已知特征点与未知对象点相交。

2.6数据编辑

在基于AutoCAD平台的CADS软件编辑软件上，处理初始测量和垂直测量数据的轮廓，形成DWG格式的DLG数据。请参考字段映射的结果：编辑1：500级数字地形图数据，添加各种注释元素等，以确保结果满足数字表达和数据结构中的数字新技术设计要求。最后，形成了满足规范要求的数字地形图。

3.像控选点及观测

图像选择和测试工作必须清晰、仔细寄处理特殊问题，应考虑并准备好应对可能出现的问题。

3.1控制点选择应遵循的基本原则（1）图像控制点的选择范围应完全控制整个映射区域。如果图像控制点的选择点不能控制整个测量区域，则控制点选择点范围之外的映射区域的高程误差将沿着图像控制点的方向呈指数增加。（2）在图像控制点布置之前，应严格按照规范设计图像控制点，不超过基线的标题和数量，不超过控制点的基线。因为当航向或侧跨超过极限时，区域网络的精度将大大降低;当图像控制点的基线超过限制时，加密期间本地加密点的准确度将降低，这将影响映射的准确性。（3）图像控制点易于在平面图像中选择，图像清晰，交叉角度好（30-120°）。因为这三个方面会影响加密时定位点的测量精度。（4）当标准点或主要点落入水中时，必须使用整个场布局方法，并且不能使用区域网络点方法。因为当标准点或主要点落入水中时，使用区域网络点可能导致失真，这会影响整个加密分区的准确性。

3.2图像选择点的基本方法和质量控制。（1）首先，基于提交的航空摄影数据的检查报告确定图像控制点布局方案。对于没有降水区域

的平原区域，通常采用区域网络点法，并根据规范设计区域网络点。对于丘陵地或大面积水域，应采用全场布置方法，以提高高程精度。应对航空数据中的缺陷和个人照片曝光进行特殊处理。在产生绝对漏洞的区域，采用现场测量方法，加密时可以通过在三个标准点手动添加连接点来解决相对漏洞。照片曝光现象应等同于落水区域的处理。（2）在确定图像控制点的布局之后，可以执行内部工业的选择。内部产业的轮廓主要基于行业布局的轮廓。通常，在图片的第5或第6重叠区域中选择近似点，因为更多重叠的图片，可以减少由转折点引起的不必要的错误。同时，可以将内部行业的轮廓显示到工作基础地图，以设计用于现场选择的工作路线。（3）通常，在劳动和设备领域应考虑操纵点。当人力和设备充足时，可以使用边缘选择方法，因为边缘选择方法可以在短时间内检测特定区域网络的图像控制点。可以对内部行业进行分区和加密，并且可以为加密分区同步映射以提高工作效率;当人力和设备有限时，您可以集中精力选择完整的图像控制点，然后进行观察，以弥补人力和设备的不足。

4.结束语

综上所述，加强对无人机航测技术应用实践和可行性的研究和分析，对于实现其良好的实践效果具有重要意义。因此，在未来无人机航测技术的应用过程中，应加强其关键环节和关键要素的重要性。并注意其具体实施措施和方法的科学性。

参考文献：

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[3]杨瑞奇，孙健，张勇.基于无人机数字航摄系统的快速测绘[J]，遥感应用.2016（09）：88-89.