无人飞艇航测技术在城镇地籍更新调查中的应用

■卢伟

（河北省地质测绘院河北廊坊065000）

无人飞艇航测技术在城镇地籍更新调查中的应用

■卢伟

（河北省地质测绘院河北廊坊065000）

利用无人飞艇搭载组合宽角相机进行低空低速航空摄影，获取高分辨率、高清晰度、宽像幅、大航摄基高比影像，实现平面和高程测量精度的提高；采用地面标志布设像控标志点，提高坐标量测精度和空三加密精度；无人飞艇遥感技术以其机动、灵活、快速、经济等优势得到了迅速发展,目前已应用于很多领域,但在城镇地籍测量中的应用还很少。

无人飞艇 城镇地籍测量 低空摄影

城镇地籍测量不同于农村地籍调查市测量,主要是它的城市的密集程度以及不可预见的问题比较突出，本文通过我院利用无人飞艇技术对张家口沽源县城镇地籍补充更新调查项目进行航空摄影测量，沽源县位于河北省西北部的坝上地区，北纬41°14′-41° 57′、东经114°50′-116°05′。东邻丰宁县，南与赤城、崇礼两县接壤，西与张北、康保两县相连，北与内蒙古自治区的太仆寺旗、正兰旗、多伦县毗邻。全县平均海拔1536米。根据以往无人机低空摄影测量的经验其平面精度达不到《地籍调查规范》中宗地界址点的规范要求，以及在县城空中作业的局限性，因此本项目区采用低空无人飞艇摄影测量的方法测绘1:500地形图，宗地界址点采用比较明显的底物采用全站仪和Trimble GPS进行实地采集，内业空三加密采用采用宗地界址点和明显地物界址点作为相控点，空三加密后制作正射影像图作为权属调查，航测内业数据采集时，利用界址点和明显地物作为改正，宗地权属调查时进行外业调绘最后根据权属调查表宗地界址点和明显地物进行以及外业调绘后的地形图进行编辑。

1 本项目的航线规划及相关参数

本次成图比例尺为1:500，相机焦距35mm，为满足精度要求本次飞行的相对航高设定为200米，测区范围内平均海拔约为1400米，海拔最高处不超过1450，小于1/4相对航高，因此设定的飞行海拔高度为1600米；飞行速度为12m/s；航向重叠85%，旁向重叠50%；地面分辨率3.6cm。根据测区形状航线设计为东西向，共设计航线35条，航线总里程约220公里。CKLAC04数码航空相机系统是由4台专业数码相机按照特定的角度设计在高强度的器械构件上，通过组合相机时差控制系统达到“准同时曝光”，通过高精度拼接软件达到虚拟大面阵数码相机的效果，同时直接获取到24Bit的彩色照片，省掉了目前市面上的量测数码相机人工影像融合的步骤，使得CKLAC04数码航空相机系统获取的影像更加真实更加清晰。

2 飞行过程控制

大比例高精度飞艇航摄时，为了保证数据质量野外飞行时需要依照下列步骤检查设备和执行飞行任务：

（1）确认飞艇软硬件正常；（2）确认航拍设备正常；（3）利用天气预报结合现场实际情况确定能否飞行，飞艇放飞的最低条件是地面能见度大于300米，地面风速小于5.5m/s(小于4级)；（4）至少提前0.5小时安装并开启地面GPS基站；（5）正确调试相机稳定平台；（6）检查曝光控制卡、GPS数据存储卡、影像数据存储卡；（7）检查各设备电源；（8）检查相机设置参数；（9）执行飞行任务；（10）取4个相机存储卡，检查并登记每相机曝光的相片数，检查相片质量是否满足任务要求；（11）完成一天的飞行任务后拷取飞控、曝光盒、动态GPS数据，将数据备份到计算机；（12）差分解算地面基站数据,处理飞控和POS数据；（13）当天二次成像拼接影像数据并检查影像质量确认当天成果。像控点坐标系统平面坐标系统采用CGCS2000国家大地坐标系，高程系统采用1985国家高程基准，中央子午线115°30′，投影高度为1300米。

3 像控点的布设与测量

考虑到测图比例尺为1:500,在沽源测区布控采用如下方式：

（1）像控点布局：采用每隔一条航线航向每350m南北方向选择两点，拐点处选择两点,共布设了653个点；（2）像控点的选择：主要有斑马线交点、井盖中心、田埂、房角、电杆等航片上清晰度好精度较高的点；（3）测量方法：使用Trimble GPS设备，连接河北省cors站系统，每个像控点测两个测回，每个测回30个历元，取两次的平均数作为平面坐标；使用收集到的6个高等级水准点对测量文件进行垂直校正得到高程数据。

控制点分布如下：

4 成果质量情况

像控点平面坐标使用Trimble GPS-RTK连接河北省cors站系统进行测量，观测历元为30s，测两个测回，经内业计算两个测回的较差X分量最大值1.00cm，Y分量最大值1.30cm；高程使用6个已知点对工程文件进行垂直校正，校正最大垂直残差为本次作业飞行高度为200m，由公式计算求得航片的地面分辨率为3.60cm；

5 结束语

利用无人飞艇技术获取低空高分辨率、高清晰度、大幅面影像、提高立体影像的基高比，大大提高了城镇地籍测量的速度以及满足精度要求，提高了效率节约成本，通过本项目成果说明低空无人飞艇航测技术在城镇地籍更新调查中是一种实用可靠的新方法新技术，该技术在以后的数字城市建设以及新农村城镇建设方面的地理信息数据获取具有广阔的前景。

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P2[文献码]B

1000-405X（2016）-5-286-1