无人机与CORS技术在农村管网测绘项目中的应用

胡军军

摘要：伴随着科技的进步，衍生出无人机航测、CORS等先进设备，该设备有着较强的通视力，在一定程度上改善了原先测量局面。如果对此能够合理利用，进行优化组合的配置方式，能够使用无人机航测快速获取测量目标信息，精准实现目标区域高精度以及DOM、DLG的优势，也可以使用CORS技术，很快的了解地域平面坐标，深入了解高程数值的优势，实现技术之间的弥补。基于此，在这篇文章当中，以某农村村内供水管网测绘项目为典例，以试点项目为主要内容，取得良好效果。

关键词：无人机;CORS技术;测绘

引言

在原有的农村供水管网测绘项目中，房屋建筑比较多，杂糅建筑比较丰富，加大了测量难度，导致工作效率较低，后来科技研发出了“无人机+CORS”组合测绘技术。在经过试点和实际运用过程中，这类型技术能有效提升工作效率，对地域的平台绘制较为精准，可提供大量的信息，能够有效促进外业测绘周期的缩短、进一步提升测绘服务质量、优化管网设计。

1 “无人机+CORS”组合测绘技术

本文中，“无人机+CORS”组合测绘技术使用的具体作业流程为：先接受任务→制定一份科学的作业技术设计书→按照地域方式进行控点布设→像控点及道路高程点测量（基于CORS技术）→无人机航飞→空三加密→构建地面模型→生成正射影像→制作线画图→外业调绘→制作1∶500地形图→做出质量检查→提交成果。

2 工程案例应用

2.1 工程概况

在2018年4月时，我单位投标天津市宝坻区，为该区域农村供水管网测绘项目进行工作，这一项目要求在一个月时间内完成6个乡镇总计140个村庄的地形视域图，按照1∶500的比例进行绘制，做出报告并提交成果。测绘内容极为丰富，不仅包含村内地域的道路地势、地形，按照建筑的分布情况划块表示，便于该单位按照地域进行管网设计，最后设计出的结果：6个乡镇区域分布图如图1所示，主要分布于宝坻主城区周围，每个乡村城镇村落大小不一，分布点较为分散，一些村落交通情况不良。在测量地貌时，发现地貌为平原地区地形起伏不大，高程约为4m左右，年均降雨量约450mm。

2.2 项目实施

本工程涉及村落范围高达140个，不能逐一在文章当中介绍，本文以A村例，将“无人机+CORS”组合测绘技术的实施过程介绍如下：

（1）无人机航测

1）像控点布置

A村地域面积约为0.62km²，建筑走向为西北—东南，长约800m，宽约800m。按照A村的实际情况进行地域布控，设4个像控点;像控点布置方式为地面粉刷，置成白色圆形图斑形式;把4个像控点空间位置沿测绘范围边界布设，能够有效提升A村的正射影像精度。像控点三维坐标基于天津CORS系统进行人工采集（GPS接收机采用南方S86型号）。

2）无人机航飞

A村无人机航飞飞行平台为大疆Inspire 2无人机，该机型单架次飞行时间设定为20min，最高的飞行速度105km/h;航摄仪为禅思X4航摄仪，2400万像素（5472*3648）。在飞机进行飞行之前，应当设置飞机的规格和制式，比如说航飞范围、飞机的参数、规划航线等等，然后再去摄影。本次A村航飞高度120m，航向重叠度80%，旁向重叠度75%，总计拍摄照片346张。航飞及高程点数据采集投入人员3人。A村外业航飞、像控点与道路高程点坐标采集共计耗时2h。

3）无人机内业处理

无人机航测内业处理软件采用PIX4D设备，先设定各项数据，把影像数据、像控点数据、姿态数据等导入PIX4D先进行处理;然后按照测算标准进行刺点，在行为实施时，需要合理控制刺点范围，若像控点距离像片边缘小于2cm时则放弃刺点，来保证整体影像的拼接精度（本工程研究4个像控点之后，发现有一个像控点不符合上述要求，被禁止使用）。A村影像初始处理耗时19.5min，处理后的像主点出现一定的偏移。主要原因是由于拍照时间和GPS定位记录时间存在误差，使得航飞像片拼接的精度较高，但在绝对精度方面比较差。基于此，无人机航飞作业需要引入地面像控点，能够充分实现高精度的正射影像。在最先的处理阶段时，需要生成DSM;最后制作精准正射影像。上述内业处理均可由机器自动化完成，总计所耗时间为1.5h。

4）质量检查与成果精度分析

无人机航测成果质量检查主要包含内符合精度检查与外符合精度检查。

内符合精度检查主要包含：像片成像质量、像片数量大小、相机参数、同名点数量、像控点质量。按照最后的处理报告来说，精度检查都已经达到了具体标准。其中，A村一共拍摄了346张照片，并全部参与了解算;A村航拍像片像元大小为3.36cm/1.32in，平均每张照片有50720个关键点;像对同名点平均有24626点。

无人机航测成果外符合精度检查采用CORS技术和全站仪进行实地打点的方法，平面精度檢查点主要是按照地形特征进行布控点设置。其中，无人机航测成果平面精度共检查25点，中间的误差为4.8cm。而基于CORS技术获得的高程点精度可以达到±2cm。通过上边的检测结果可以看出，文章当中对组合测绘技术取得的测绘成果满足实验标准和组合规范的各项要求。

（2）道路高程数据采集

在当前，无人机航测成果高程精度较低，不能满足工程的高精度要求，需要采用人工或其他手段实现。由于天津本地构建了CORS系统，这一系统的要求比较低，可以有效提升作业效率，将作业成果高程精度能够达到±2cm，平面精度可以达到±1cm，这适合本工程道路高程数据采集工作。基于此，在道路高程数据采集工作方面，可以使用CORS技术，有着良好成效。

2.3 测绘成果

按照测量技术的设计书能获得A村的DSM、DOM、DLG等测绘成果，如图2所示。和传统的测量手段进行比较，本文所给出的技术测量方案有着多元化样式、丰富信息，降低劳动强度，有效提升作业效率。

一些地区建（构）筑物分布较密集、通视条件差，这时测量的难度极大，需要投入大量人力成本，工作效率底下。在测量试点工作结束后，可以证明“无人机+CORS”的组合测绘技术不仅充分发挥了无人机在DOM、DLG制图方面的优势，也充分发挥了CORS技术在局域高程测绘项目中的优势，实现不同测绘手段之间的优势互补，不仅可以有效提升作业效率，还能够展现丰富的成果样式，有效保证方案设计的优化，加快设计速度，为其它的工程提供经验借鉴。

3 结语

本文在对测绘成果进行精度抽样检查时，结果发现界址点精度可以达到二级精度要求，隐蔽界址点精度则可高达三级精度，地物平面位置精度符合实际规范。但是，无人机地籍测绘还存在两项不足之处，一个是测绘精度比较低，另一个则是还存在测量死角，在隐蔽点方面无法之间测量，使得在复杂情况下难以实现精准测绘。伴随着测量科技技术的深入发展，倾斜摄影技术不断提高，未来无人机地籍测绘可能会代替传统测绘技术实现普遍应用。

参考文献：

[1]  张郁.无人机低空摄影的精度分析与研究[J].测绘地理信息，2018，（8）：59～61.

（作者单位：湖南中图通地理遥感信息服务有限公司）