探析UX5无人机在地形测量中的应用

雷金宇

（广西星汉测绘科技有限公司 广西南宁 530000）

无人机作为先进的空中平台，它在不同建设活动中表现出巨大优势。从测绘领域角度讲，尤其是大比例尺测绘，单纯采用人工进行测量往往无法满足要求，而采用无人机来测绘能有效弥补这一缺陷，尤其是专门用于航测遥感领域的UX5型无人机，能有效提高地质测量工作效率与准确性，在野外航测、数据处理及应用等方面均具有十分重要的作用和意义。

1 项目介绍

某水库工程位于当地水系的干流，所在地区地形地势较为复杂，以温带季风型气候为主要气候类型，四季分明且日照十分充足。本项目的主要任务在于对水库实施航测，通过航测获取地形图与正射影像，航测开始前，水库的库容基本完全清空，河床测绘因此变得较为方便。为保证测绘结果的准确性，实际选取的测绘区，其面积应略大于要求。为保证航测顺利完成，并使航测结果足够精准，本项目采用无人机完成航测任务，无人机型号为UX5。现围绕本项目实际情况，对其地形测量过程中UX5型无人机具体应用作如下深入分析。

2 航测过程

在实地开展航测作业前，需要对项目实施综合规划，测区以山地为主，高大建筑或构筑物相对较少，这种情况下，无人机的起飞及降落难度偏大。航测应选在天气情况较好时进行，风力不宜过大，且具有较高的能见度[1]。

2.1 任务文件的制作

打开“谷歌地球”，框选比要求略大的范围，然后将线框导出，同时导入到AmerialImaging当中对谷歌离线地图进行下载。最后根据项目实际要求，于AmerialImaging当中对航测飞行区域进行添加。

2.2 飞行航测

根据实地考察结果，将无人机起降点选在冲击平地。无人机起飞前，做好设备检查，当电池电量充足、各组成部分均正常运行时，开始起飞。以飞行区的面积为依据，结合航测结果要求与续航方面的问题，在本次航测过程中，把整个测区分成三个分区，飞行高度500m，分辨率15.23cm，对于旁向与航向重叠率，均确定为80%。飞行开始前，在测区中设置标靶，各分区分别需要布置5个像控点[2]。

10：05开始第一次飞行，此时天气情况较好，有很高的能见度，没有高大建筑与树木，也无障碍物。将无人机相机的曝光值确定为1/2500s，经检查，照片情况正常，其f值取4.5，并将ISO设置呈AUTO。若无人机失联，则可在1500s后返航，这样能避免由于信号短暂断开而立即返航，保证航测工作效率。在第一次飞行中，共涉及五个像控点和11个航条，各像控点的坐标列于表1。将标靶设置好后，正式进行航测。当完成对无人机的检查，并确认合格后，将其放飞。以周围环境情况为依据，采用缓冲式降落方式，本次飞行持续32min，完成航测任务后顺利收回。

表1 第一次飞行各像控点坐标

第二次飞行的起降点和第一次飞行相同，天气情况也相仿。飞行开始时间为11：16，由于该测区形状狭长，而且地形较不平坦，所以标靶铺设耗费较长时间，航测必须在完成标靶的铺设后进行。因正值午时，故光线十分充足，可不对相机参数做任何修改，同样失联后的返时间也保持不变。本次飞行中各像控点的坐标列于表2，航测持续29min。

表2 第二次飞行各像控点坐标

第三次飞行的时间为13：30，所有参数均保持不变，本次飞行中各像控点的坐标列于表3，航测持续28m。

表3 第三次飞行各像控点坐标

因SD卡容量有限，所以每次返航后都要将SD卡中的数据传输至计算机当中，并利用调制解调器将无人机的飞行日志导入至飞行手簿[3]。在飞行完成后，将无人机收好，清理现场的垃圾杂物，对飞行设备进行检查，确认是否齐备，最后将标靶回收[4]。

3 内业数据处理

3.1 数据准备

先将三次飞行航测所得POS数据导入至文件夹，然后将Amerial－Imaging打开，用鼠标选定航测项目后单击左键，从弹出的窗口中选择具体照片，将其存放至命名为“水库”的文件夹当中，单击导出并确认。利用GPS对控制点坐标进行测定，并到处相应的.CSV文件，其中，Y表示北坐标、X表示东坐标、Z表示高程值[5]。

3.2 处理过程

打开USAmaster进行项目新建，同时将水库数据导入至该项目中，操作人员以实际人员为依据进行命名，用于表示水库工程地形测量。按照项目具体要求，采用wgs84坐标系与1985高程系。对相机的ID进行添加，记作a，品牌编号选择“Trimble UX5 A5100”；然后选择框幅的形式，于框幅相片中进行影像文件的导入，使地形高度变成地形高均值，之后在标识提取过程中选择相应的片段，待合并完成后，点击确认。

打开GNSS/IMU并进入，选取之前已经生成好的文件，由第二行开始进行导入。根据相互之间的对应关系对列域格式进行分配，将使用片段标识并提取好。在GIS系统中确定坐标系，并在旋转系统当中确定航空旋转具体顺序，再将标准差选择成默认情况即可[6]。

在“航条”上单击生成，待航条生成之后对文件进行保存，该文件的格式为.prj，最后把项目保存至命名为水库的文件夹当中。打开USAmaster找到并单击地理参照对连接点进行提取，然后实施刺点操作，在刺点过程中，预测点和实际相连点总数必须完全一致，如果发现标靶被障碍物遮挡，则此点应作废。完成刺点操作后开始平差，最后即可生成正射影片。

4 结束语

综上所述，结合本项目实际情况，对无人机野外航测作业进行深入分析，包括飞行前的准备工作、航测操作与内业数据分析处理，展现采用此类无人机开展航测作业的优势特点。此次仅是对该无人机在项目地形测量中的实际应用进行研究，与三维模型相比，二维模型的可视化程度相对较低，在将来的测绘工作领域将逐渐被三维模型取代，为实际的生产作业提供更多便利。同时，在这一过程中，无人机将成为重要工具，发挥出重要价值与作用。