无人机航空摄影测量技术在地形测绘中的应用探析

2016-06-12吴智勇

工程与建设 2016年1期

关键词：射影航空摄影控制点

吴智勇

(福建省漳州市国土资源局，福建漳州　363000)

无人机航空摄影测量技术在地形测绘中的应用探析

吴智勇

(福建省漳州市国土资源局，福建漳州363000)

摘要：在基础地理信息采集中，航空数字摄影测量是最有效的手段之一。随着科学技术的发展以及微处理机的应用，政府部门对于测绘资料的需求也在不断提高。无人机航空摄影测量技术作为一种新兴的测量技术，成为地形测绘的重要手段。该文结合工作经验和日常研究成果，对该技术进行研究分析，阐述了无人机航空摄影测量技术在地形测绘中的应用。

关键词：地形测绘；无人机；航空摄影；测量

0引言

无人机航空摄影测量技术融合了多种先进技术，表现出较多应用优势，主要有体积小、重量轻、反应快、精度高、飞行条件低等技术特点。近年来无人机航空摄影测量技术在城市规划和建设中已经得到了广泛的应用。本文以福建漳州百花文化市场规划区1∶1 000数字摄影测量为例，采用无人机航空摄影测量技术成图，以满足总体规划的需要，为政府社会管理和公共服务提供智能决策依据及手段。测区位于福建龙海市九湖镇324国道以西，测区周边山峦起伏，岭谷相间，山、丘、岗、垅、盆谷错综复杂，建设工地较多，交通较为便利。

1像控点布设

1.1区域网布点

平高点采用区域网进行布设，区域网布点的航线方向跨度为4条基线，山区及困难地区放宽至6条基线，旁向跨度为2条航线。不规则区域网布点时，在凹凸拐角处加布平高点[1]。

1.2像片控制点测量

像控点测量利用D、E级GPS控制点为起算点与检测点，使用天宝R8GNSS接收机及控制手簿接入FJCORS网络RTK系统，按网络RTK技术进行像控点测量。本测区像控点全部布设为平高点[2]。具体按如下要求进行作业(图1)。

(1) 网络RTK 测量流动站均在CORS网的有效服务区域内进行，并实现数据与服务控制中心的通讯[3]。

图1　像控点布设图

(2) 用测量手簿设置流动站的与当地坐标的转换参数、平面和高程的收敛精度，设置与参考站的通讯[4]。

(3) RTK测量流动站观测条件良好。

(4) 观测开始前对仪器进行初始化，并得到固定解，当长时间不能获得固定解时，断开通信链路，再次进行初始化操作。

(5) 每站观测次数3次，每次作业开始与结束前均在已知控制点上进行检核。

(6) RTK平面控制点测量平面坐标转换残差最大1.5 cm，限差±2 cm，高程坐标转换残差最大为-2.9 cm，限差±5 cm[5]。

(7) 测量手簿设置控制点的单次观测的平面收敛精度≤±2 cm，高程收敛精度≤±3 cm。

(8) RTK像控点测量流动站观测时采用三角架对中、整平，每次观测历元数大于20个，各次测量的平面、高程坐标较差满足≤±4 cm要求，后取中数作为最终结果[6]。

2空中三角测量(空三加密)

2.1空三加密点选点

(1) 点位距离像片各类标志大于1 mm。

(2) 林区选在林间空地的明显点上。

(3) 沿河道、山谷布设的航线注意到了标准点之间的高差，以免出现相对定向的不定性。在平坦地急剧转为山地、高山地处，在地形变换处，每个像对增加1～2个加密点。

(4) 自由边处考虑测绘范围把点选在测量范围线外[7]。

2.2空中三角测量

空中三角测量(空三加密)采用inpho软件进行。

(1) 工序作业流程：准备工作→内定向→相对定向→绝对定向→成果上交[8]。

(2) 空中三角测量加密的所有控制点的精度满足以下要求：

内定向：使用焦距、像素大小、像素行数/列数、像素值参考位置等航摄仪鉴定资料进行内定向[9]。

相对定向精度小于表1规定，特别困难资料或地区放宽0.5倍。

表1　相对定向精度

31∶1 000航测法全数字化测图

航测内业采用专门的绘图软件EPS2008加载MAPMATRIX4.1系统的立体模块进行数据采集编辑，并严格按EPS2008编码赋属性。数据采集的原则：采用先内业后外业的作业方法，内业按立体模型定位，外业实地定性[10]。

4数字正射影像图(DOM)制作

目前，利用全数字摄影测量系统生成DOM的技术已经非常成熟，采用INPHO软件进行处理[11]。

(1) 纠正：利用满足精度的数字高程模型数据，对影像数据进行数字微分纠正，生成像片数字正射影像。

(2) 匀色及影像处理：对影像进行色彩、亮度和对比度的调整处理。

(3) 镶嵌：对相邻像片的数字正射影像应检查镶嵌的接边精度是否符合规定，误差超限时进行了返工处理。镶嵌的接边差符合要求后，选择镶嵌线进行镶嵌处理[12]。

5结束语

经过项目的实际生产检验，该测区像控点测量刺点位选择合理，测量数据正确，资料整理清楚，经内业空三加密计算精度良好；数字化地形图(DLG)数据达到入库数据标准；数字正射影像(DOM)数据未出现虚、重影现象，影像清晰，平面数学精度良好，数据整理规范。具有直观逼真、获取快捷等优点。无人机航测遥感技术作为一种全新的测量技术，有着十分广泛的应用，并且在全国范围也得到一定的推广。

〔参考文献〕

[1]吴涛.低空无人机航空摄影测量技术在土地整治项目规划设计阶段的运用[J].安徽农业科学，2015(2)：295-296，300.

[2]李兵，岳京宪，李和军.无人机摄影测量技术的探索与应用研究[J].北京测绘，2008(1)：1-3.

[3]任向红.微型无人机航空摄影测量技术在宁夏土地整治中的应用——以宁夏中北部土地开发整理重大工程项目为例[J].测绘与空间地理信息，2013(9)：168-169.

[4]史文飞.无人机航空摄影测量技术在电力工程测量中的应用[J].企业研究，2014(2)：183.

[5]王强，秦岩宾.无人机航空摄影测量技术在农村地籍变更中的应用与分析[J].企业技术开发，2015(18)：57，59.

[6]郭广田，杜斌.无人机航空摄影测量技术制作呼和浩特市回民区1∶2 000正射影像图[J].内蒙古科技与经济，2013(8)：91-93.[7]刘合凤.面向应急响应的航空/低空遥感影像几何处理关键技术研究[D].长沙：中南大学，2013.

[8]樊江川.无人机航空摄影测树技术研究[D].北京：北京林业大学，2014.

[9]王玉鹏.无人机低空遥感影像的应用研究[D].郑州：河南理工大学，2011.

[10]魏子寅.基于无人机正射影像进行土地利用/土地覆盖分析[D].呼和浩特：内蒙古师范大学，2013.

[11]张文博.无人机航测技术在土地综合整治中的应用研究[D].长沙：长沙理工大学，2013.

[12]卢晓攀.无人机低空摄影测量成图精度实证研究[D].徐州：中国矿业大学，2014.