無人機航攝影像測繪地形圖的精度探討

江 濤

（安徽省地礦局313地質隊，安徽 六安 237010）

1 低空航測工作技術流程

低空無人飛機航空測量主要包括準備階段、外業實施階段以及業內數據處理階段。

1.1 準備階段

低空航測的準備階段工作主要是對飛機機型進行選擇，收集所需的資料以及進行現場環境的勘察，飛機航線的設計等。在對現場進行勘察的時候，主要是派遣組織經驗技術純熟的技術以及航空攝影人員對現場進行踏勘，對于航攝區域的基準面情況、航攝的困難程度以及航攝區的四角坐標是不是在規定的范圍內進行勘察檢測，最后需要對低空無人機起飛降落的地點進行確定。

1.2 外業實施階段

外業實施階段工作主要是進行航攝飛行、對像控點的布設方案進行制定，同時還要檢查飛行的質量。除此之外，還要進行外業的調繪工作以及進行像控點的測量工作。

現階段通過GPS測量像控點的方式分為靜態、快速靜態以及GPS-RTK測量，其中后續DLG生產的基礎是外業調繪的成果。在對像控點進行選刺的時候，首先要航攝像片的影像與點位的實地目標達到一致，點位刺點的目標一定要有利于業內轉刺。通常情況下，會選擇在道路較為明顯的標志、地角等位置上。其次相片的控制點要定位在旁向重疊中線周圍，離開方位線的距離大于4.5cm，當旁向重疊過大時，離開方位線的距離不得小于3cm，否則應分別布點。當旁向重疊過小時，也應分別布點，控制范圍所裂開的垂直距離不得大于1cm。

1.3 內業數據處理階段

內業數據處理階段的工作組要是對空三進行加密，改正影響畸變差，完成影像的同名點匹配以及DEM編輯、DEM和DOM制作、DLG制作（外業調繪制作精編DLG）。

利用無人飛機航攝影像來進行大比例尺的地形圖業內處理，首先是要通過GPS數據來對航帶內以及航帶間的拓撲關系進行自動建立，其次是通過拓撲關系網以及POS數據獲取連接點，之后通過大量的平差點來去除其中的粗差點。

2 像控點布設方案談討

通常情況下，無人機航空影像的向幅小，并且航片之間的重疊度較大，在相同面積以及制作同比例尺地形圖的時候，無人機航空攝影的航線數以及像片總數都會比常規航片大出許多，這就導致了外業工作量的大大增加。因此無人飛機航空攝影測繪地形圖的關鍵就是對像控點布設方案的探討，像控點布設方案的制定是需要滿足測圖精度要求的。

2.1 無人機航空影像

本文使用的無人機影像是2010年7月采用固定翼輕型無人飛機獲取的，影像地址：安徽省霍邱縣劉寺鐵礦，成圖比例尺1:2000，主礦區加測1:1000地形圖，無人機型號：大白一號，相機類型：佳能5DmarkⅡ數碼相機；焦距：24.30300mm；相對航高：810m；航向重疊：70%～75%；旁向重疊：40%～50%；基線長度約為210m；旋偏角：最大2.1度；影像色彩：真色彩；像素大小：6.4um；地面分辨率為21cm；單張原始影像尺寸為3744×5616像素，畸變改正后影像尺寸為3820×5712像素，覆蓋地面面積約為802m×1200m。

2.2 試驗區選取

不同的像控點布設方案區域網平差解算的試驗區選為平坦地區，面積為15.5平方公里，一共有五條航線，包括了125張像片。其中，1:2000地形圖的測制試驗區占地有四分之三是平地，四分之一是丘陵，總面積為4平方公里。然后選取1:2000地形圖區域內的平地區域進行1:1000的地形圖測制試驗，試驗選取的面積為1平方公里。

2.3 像控點不同布設方案區域平差試驗

2.3.1 像控點布設方案

分別選取了2條、4條、6條、8條、12條、18條、24條基線跨度（分別布設119個、64個、44個、36個、26個、17個外業像控點作為定向點）對同一區域網進行了空中三角測量平差解算，利用相同的142個野外檢查點分別對不同布點方案的區域網平差解算結果進行檢測。

2.3.2 區域網平差結果分析

1:2000比例尺的地形圖區域網平差的精度，已經在《數字航空攝影測量 空中三角測量規范》有所規定。本文中的試驗，是通過對相同的142個野外檢查點的不同布設方案區域網平差進行解算的。在經過對不同布設方案及評查結果進行分析之后，可以得出以下結論：①若要布設野外控制點的方案區域網平差的平面以及高程精度達到規范中規定的1:1000、1：2000平地、丘陵精度要求，則需要設置的基線跨度數≤6。②若要平面精度達到規范中所規定的1:1000、1:2000平地、丘陵的精度要求，則需要將基線跨度數設置為24＞基線跨度數＞6，但是這種情況下，就無法滿足高程精度對1:1000、1:2000平地、丘陵的精度要求了。

3 地形圖精度檢測及分析

按照《測繪成果質量檢查與驗收》GB/T24356-2009中所規定的，選取了檢驗點，對4幅1:2000地形圖的平面精度以及高程精度以及1幅1:1000地形圖的平面精度進行了檢驗。

通過檢驗對比分析，可以確定1:2000地形圖的平面精度以及高程精度均滿足業內規范中對1:2000平地丘陵的成圖要求；而1:1000地形圖的平面精度滿足業內規范中的對1:1000平地、丘陵的成圖要求，但是對于高程精度卻不夠理想。

結語

現如今，現有航空航天影像獲取體系最有力的補充就是低空無人機數碼獲取體系的重要內容。通過無人飛機航攝系統制作出來的1:1000、1：2000數字正射影像圖（DOM）、數字線劃圖（DLG）、數字高程模型（DEM）及三維景觀模型等方法在數字城市建設、新農村建設、工程建設以及災禍重建、應急搶險、地理國情監測方面起到了至關重要的作用。

[1]GB/T 7931-2008，1:500 1:1000 1:2000地形圖航空攝影測量外業規范[S].

[2]GB/T 23236-2009，數字航空攝影測量 空中三角測量規范[S].