无人机低空摄影测量在城乡规划测绘中的应用

2018-09-05陈抒录

智能城市 2018年15期

陈抒录

湘潭市勘测设计院，湖南湘潭 411100

随着城镇现代化建设和“一带一路”建设的不断推进，各地规划及行政主管部门对现势高、精度好的测绘地理信息成果需求也更加迫切。在无人机配套产业高速发展的条件下，无人机与现代遥感技术、摄影测量技术等相结合，使无人机低空数字摄影测量不断发展为与航天摄影测量、传统大飞机航空摄影测量共存的摄影测量方式[1]。本文以湘潭市仙女峰景区项目为应用案例，介绍无人机航测外业数据采集方法和内业数据处理手段，对处理后的数据成果进行精度分析，分析比较无人机低空数字摄影测量系统的特点和优势，对其在规划测绘中的前景进行展望。

1 无人机低空摄影测量系统构成、优势

近年来，无人机配套产业高速发展，基于无人机飞行平台的低空摄影测量技术已变得越来越成熟。无人机低空数字摄影测量系统由无人机飞行平台、飞控系统、地面监控系统、非量测数码相机、数据传输天线、野外保障装备组成。它主要具备以下优势：

① 起降灵活。无人机起降灵活，对起降场地要求低，不需要专门的机场，在操场、开阔的空地可起降，受气候条件影响少。

② 低空作业。无人机可以在云下超低空飞行，弥补了航天摄影测量和大飞机航空摄影测量经常受云层遮挡，获取不到影像的缺陷。低空摄影受云层影响小，增加了有效作业时间，提升了效率。

③ 测图精度高。无人机低空作业，搭载的数码相机在低空的分辨率最高可达厘米级，完全可以满足城市规划的测绘需求。

④ 成本相对较低。无人机低空航测较传统人工测图成本低，生产周期短。特别是在外业数据获取阶段，可以获得更好的生产效益。

2 项目实施

本文结合仙女峰景区1：1000线划图工程实例进行探讨，项目采用武汉智能鸟KC3400实施低空摄影获取数据，运用网络RTK方式进行像控点的采集，运用航天远景的HAT软件进行空三加密，运用航天远景的MAPMatrix软件进行DLG的制作，并使用航天远景的EPT软件生成正射影像。

2.1 测区概括

测区位于湘潭市雨湖区仙女峰景区，面积约3km2，测区以低矮丘陵和山地为主。

2.2 无人机低空航摄

航摄采用SONYA7R数码相机，焦距35mm，像幅24mm×36mm，航高680m，影像地面分辨率0.08m，航摄比例尺为1：1000，航向重叠率75%，旁向重叠率50%，本次航摄总面积为5.6km2，共12条航带。

2.3 控制测量

运用RTK方式进行像控测量和碎部点测量。本项目中，每两个航带之间均布设了像控点，并适当的增加了部分检核点。

2.4 空中三角测量

本次项目采用航天远景的HAT软件进行空中三角测量平差解算。将原始影像数据、机载POS文件和检校后的相机参数导入HAT软件，根据POS信息自动划分航带，之后进行转点匹配、区域网自由平差，平差后刺入像控点进行空三加密。

2.5 正射影像制作

通过MAPMatrix加载空三数据生成DEM，通过DEM对原始影像进行畸变矫正，将矫正后的影像通过ESP软件拼接生成正射影像图。

2.6 立体测图

将原始影像和空三数据导入到航天远景的测图软件中，即可展开立体测图工作。

2.7 外业调绘制及编辑

立体测图后，将成果及时进行外业调绘，并且编辑成图。

3 作业难点与解决方案

（1）单位面积内模型数量较多，采用多核网络并行自主配准的技术，自主生成了高精度、高强度的测区模型连接点。

（2）数码相机普遍存在获取到的原始影像边缘区域影像畸变偏大的问题，利用自主配准的的高精度、高强度测区模型连接点进行区域网自由平差计算，提高了空三解算的精度。

（3）局部地方控制点不足，应及时进行外业补加控制点。

4 结果分析

4.1 飞行质量分析

依照航空遥感测量的一般要求，拍摄时的航向重叠率最小不得低于53%，旁向重叠率最小不得低于15%。本次飞行根据天气、地形、风速等因素的考虑，设计了航向重叠率为75%，旁向重叠率为50%，根据所生成的航线影像叠加图（图1）可以看出，整张图测区中间无黑色区块生成，说明整个拍摄区域没有出现漏拍的现象，满足测图要求。

图1 航线影像叠加图

4.2 空三成果精度分析

空三加密的精度直接影响整个航测数字化成图及正射影像的制作的质量，空三的制作是整个航测项目中的核心步骤。本次仙女峰景区项目通过在整个测区均匀的布设13个检查点（检查点点位分布图如图2），并用RTK采集坐标数据，通过与空三加密后在立体相对中采集的相应检查点坐标作比较，从而分析整个空三制作的精度，分析结果如表1。