低空遥感测绘利用无人机的作业流程和质量控制分析

杨超　周光建

（1正元地理信息有限责任公司山东分公司山东济南250101；2肥城市测绘站山东泰安271600）

低空遥感测绘利用无人机的作业流程和质量控制分析

杨超1周光建2

（1正元地理信息有限责任公司山东分公司山东济南250101；2肥城市测绘站山东泰安271600）

结合无人机低空遥感测绘系统的技术特点,在实际应用所取得经验的基础上,就无人机低空遥感测绘作业流程及主要质量控制点进行分析探讨,供类似项目应用参考。

无人机低空遥感像控点数字测绘产品

1　主要质量控制点

1.1航线规划

航线规划是遥感信息采集前的关键技术工作,是指导航空摄影的重要技术文件,需综合考虑作业范围、周围的环境、准确度的要求以及拍摄设备的参数要求和摄像用途等等众多的因素，在保证相关要求的基础上，进行最好的设计。而航线规划最重要的内容就是：①航向行走的方向是否正确，是否会出现多种不利的情况；②区域的覆盖是否正确，覆盖区域内的落差是否控制在限制范围之内；③摄影基面的选择是否合理，航线的高度是否正确，地面的分辨率和像片重叠度是否符合要求。

1.2航摄质量

航摄质量检查包括飞行质量检查和影像质量检查两个方面。

飞行质量的主要检查内容有:①摄影范围是否符合任务要求;②摄区边界覆盖是否足够;③像片倾角、像片旋角、飞行航高变化等技术指标是否控制在限差以内;④像片重叠度是否达到目的。

摄像质量检查的主要内容有：①摄像的清晰度及分辨率是否达到标准，是否能够观测到远距离的细小图像；②摄像的层次感以及反差等专业摄像因素是否达到相关的标准；③摄像的内容上是否具有某些缺陷和不足；④是否存在一些和其他摄像内容相关的内容。

总的来说，要求摄像内容的清晰度以及落差感和色调以及饱和度和层次感适中、目视效果良好。如航摄质量不能满足要求,可根据情况进行重飞或局部补飞。

1.3像片控制网

像控布网的主要质量控制点。由于无人机低空遥感测绘系统多用于应急测绘或有专门用途的工程测绘,飞行区域通常呈不规则形状,因此像控点宜按区域网布点,区域网的大小和像控点之间的跨度应综合考虑成图精度、地面分辨率、产品用途、地形特点等多种因素,以能够满足空中三角测量精度为原则,进行优化设计。像控布网阶段主要从3个方面进行质量控制:①像控网总体设计合理性,像控分区是否与航飞分区相对应;②布点方案能否有效控制整个分区,是否考虑了区域地形条件;③布点密度是否符合要求,航线两端是否加布控制点。

像控选点的主要质量控制点:①像片控制点是否选在旁向重叠中线附近,是否过于靠近方位线;②点位目标是否选在明显清晰的地物上;③遥感像片上的剌点点位是否与实地目标严格一致;④像控点点之记是否清楚、详细,是否便于内业转刺。

像控点采集的主要质量控制点:①采用的平高控制点经检校是否无误;②采用的仪器设备是否在有效使用期内,精度是否满足要求;③采用的测量方法是否可行;④作业过程是否按要求操作,校核条件是否足够,检验精度是否符合要求。

1.4自动空三与模型创建

在遥感信息处理技术中，自动空三与模型创建成为其技术的核心内容，其组成因素主要有摄影的列表、所确定航线的相对关系以及连接点的布局、连接点信息的提取、形成、编辑以及整理和录入、模型的创建、形成、匹配以及摄像内容的形成等等，这些主要内容都是由遥感信息处理技术完成的。考虑到其部分工作的进行直接影响到相关模型以及相关数字测绘产品的精度,作业过程中,除严格按要求操作外,关键步骤宜同步平行操作进行校核,以保证处理工作的质量。

2　案例分析

图1是用DP-UAV软件进行航测数据处理的成果，某地区338张像片，耗时147分钟，自动生成136万物方点，DEM和正射影像。

图1　（左）彩色的点云（中）DEM（右）正射影像

飞行区域大小---6×4平方公里；获取方式：无人飞机，航高500米；使用相机：canon 450D；获取时间：某日上午；天气状况：晴朗；获取的影像：共1338张，15航带。

同时在现场实际布设控制点40多个，采用RTK进行测量，将测量坐标与无人机航测坐标进行对比，结果如表1所示。

表1　控制点计算值与测量值差值

通过表1的数据可以看出，通过专业软件检测和整理后的无人摄像设备的拍摄效果是否达到相关的摄像要求，其摄像内容是否到达地形图测量的基本要求，这些标准都满足了专业软件在测量大型比例航线时的要求。

在传统的航空摄像当中，其摄像处理的航空数据信息的流程一般为：数据信息的预先整理、摄像内容的匹配、自动空三的加密以及数字模型的形成。就当前看来，传统的航空摄像的作业流程已经达到了一个相当成熟的境界，但是这种传统的技术也存在很多的缺陷，比如作业的效率太低，很多专业的新型的影像内容无法正常拍摄，除此之外，传统的方法在数据处理上面需要很多控制因素来完成相关的测量，而且在野外测量是一项难度非常大的工作，尤其是在一些环境较为复杂的地区之中。所以，在野外进行测量的过程中，要尽量控制好控制点的数量，苍穹公司自主研发的无人机摄影测量系统及影像处理软件DP-UAV很好的解决了这些问题。

3　结语

无人机低空遥感技术具有低空作业、自主飞行、自动导航等特点,具备机动、快速、经济适用等优势,有效补充了传统航摄手段在高分辨率遥感影像获取方面的薄弱环节,有效完善了遥感数据获取技术体系,已在防震减灾以及提高应急测绘保障服务能力方面体现出了独有的优越性,逐渐成为野外地理信息数据采集中最先进的技术手段之一。

[1]张祖勋,张剑清.数字摄影测量学[M].武汉:武汉大学出版社,2010.

[2]沈清华.无人机低空遥感测绘作业流程及主要质量控制点[J].人民珠江.2011(4): 51.

P237[文献码]A

1000-405X（2015）-7-157-1