無人機航空攝影測量技術在地形測繪中的應用探析

吳智勇

(福建省漳州市國土資源局，福建 漳州　363000)

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無人機航空攝影測量技術在地形測繪中的應用探析

吳智勇

(福建省漳州市國土資源局，福建 漳州363000)

摘要：在基礎地理信息采集中，航空數字攝影測量是最有效的手段之一。隨著科學技術的發展以及微處理機的應用，政府部門對于測繪資料的需求也在不斷提高。無人機航空攝影測量技術作為一種新興的測量技術，成為地形測繪的重要手段。該文結合工作經驗和日常研究成果，對該技術進行研究分析，闡述了無人機航空攝影測量技術在地形測繪中的應用。

關鍵詞：地形測繪；無人機；航空攝影；測量

0引言

無人機航空攝影測量技術融合了多種先進技術，表現出較多應用優勢，主要有體積小、重量輕、反應快、精度高、飛行條件低等技術特點。近年來無人機航空攝影測量技術在城市規劃和建設中已經得到了廣泛的應用。本文以福建漳州百花文化市場規劃區1∶1 000數字攝影測量為例，采用無人機航空攝影測量技術成圖，以滿足總體規劃的需要，為政府社會管理和公共服務提供智能決策依據及手段。測區位于福建龍海市九湖鎮324國道以西，測區周邊山巒起伏，嶺谷相間，山、丘、崗、垅、盆谷錯綜復雜，建設工地較多，交通較為便利。

1像控點布設

1.1區域網布點

平高點采用區域網進行布設，區域網布點的航線方向跨度為4條基線，山區及困難地區放寬至6條基線，旁向跨度為2條航線。不規則區域網布點時，在凹凸拐角處加布平高點[1]。

1.2像片控制點測量

像控點測量利用D、E級GPS控制點為起算點與檢測點，使用天寶R8GNSS接收機及控制手簿接入FJCORS網絡RTK系統，按網絡RTK技術進行像控點測量。本測區像控點全部布設為平高點[2]。具體按如下要求進行作業(圖1)。

(1) 網絡RTK 測量流動站均在CORS網的有效服務區域內進行，并實現數據與服務控制中心的通訊[3]。

圖1　像控點布設圖

(2) 用測量手簿設置流動站的與當地坐標的轉換參數、平面和高程的收斂精度，設置與參考站的通訊[4]。

(3) RTK測量流動站觀測條件良好。

(4) 觀測開始前對儀器進行初始化，并得到固定解，當長時間不能獲得固定解時，斷開通信鏈路，再次進行初始化操作。

(5) 每站觀測次數3次，每次作業開始與結束前均在已知控制點上進行檢核。

(6) RTK平面控制點測量平面坐標轉換殘差最大1.5 cm，限差±2 cm，高程坐標轉換殘差最大為-2.9 cm，限差±5 cm[5]。

(7) 測量手簿設置控制點的單次觀測的平面收斂精度≤±2 cm，高程收斂精度≤±3 cm。

(8) RTK像控點測量流動站觀測時采用三角架對中、整平，每次觀測歷元數大于20個，各次測量的平面、高程坐標較差滿足≤±4 cm要求，后取中數作為最終結果[6]。

2空中三角測量(空三加密)

2.1空三加密點選點

(1) 點位距離像片各類標志大于1 mm。

(2) 林區選在林間空地的明顯點上。

(3) 沿河道、山谷布設的航線注意到了標準點之間的高差，以免出現相對定向的不定性。在平坦地急劇轉為山地、高山地處，在地形變換處，每個像對增加1～2個加密點。

(4) 自由邊處考慮測繪范圍把點選在測量范圍線外[7]。

2.2空中三角測量

空中三角測量(空三加密)采用inpho軟件進行。

(1) 工序作業流程：準備工作→內定向→相對定向→絕對定向→成果上交[8]。

(2) 空中三角測量加密的所有控制點的精度滿足以下要求：

內定向：使用焦距、像素大小、像素行數/列數、像素值參考位置等航攝儀鑒定資料進行內定向[9]。

相對定向精度小于表1規定，特別困難資料或地區放寬0.5倍。

表1　相對定向精度

31∶1 000航測法全數字化測圖

航測內業采用專門的繪圖軟件EPS2008加載MAPMATRIX4.1系統的立體模塊進行數據采集編輯，并嚴格按EPS2008編碼賦屬性。數據采集的原則：采用先內業后外業的作業方法，內業按立體模型定位，外業實地定性[10]。

4數字正射影像圖(DOM)制作

目前，利用全數字攝影測量系統生成DOM的技術已經非常成熟，采用INPHO軟件進行處理[11]。

(1) 糾正：利用滿足精度的數字高程模型數據，對影像數據進行數字微分糾正，生成像片數字正射影像。

(2) 勻色及影像處理：對影像進行色彩、亮度和對比度的調整處理。

(3) 鑲嵌：對相鄰像片的數字正射影像應檢查鑲嵌的接邊精度是否符合規定，誤差超限時進行了返工處理。鑲嵌的接邊差符合要求后，選擇鑲嵌線進行鑲嵌處理[12]。

5結束語

經過項目的實際生產檢驗，該測區像控點測量刺點位選擇合理，測量數據正確，資料整理清楚，經內業空三加密計算精度良好；數字化地形圖(DLG)數據達到入庫數據標準；數字正射影像(DOM)數據未出現虛、重影現象，影像清晰，平面數學精度良好，數據整理規范。具有直觀逼真、獲取快捷等優點。無人機航測遙感技術作為一種全新的測量技術，有著十分廣泛的應用，并且在全國范圍也得到一定的推廣。

〔參考文獻〕

[1]吳濤.低空無人機航空攝影測量技術在土地整治項目規劃設計階段的運用[J].安徽農業科學，2015(2)：295-296，300.

[2]李兵，岳京憲，李和軍.無人機攝影測量技術的探索與應用研究[J].北京測繪，2008(1)：1-3.

[3]任向紅.微型無人機航空攝影測量技術在寧夏土地整治中的應用——以寧夏中北部土地開發整理重大工程項目為例[J].測繪與空間地理信息，2013(9)：168-169.

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[5]王強，秦巖賓.無人機航空攝影測量技術在農村地籍變更中的應用與分析[J].企業技術開發，2015(18)：57，59.

[6]郭廣田，杜斌.無人機航空攝影測量技術制作呼和浩特市回民區1∶2 000正射影像圖[J].內蒙古科技與經濟，2013(8)：91-93.[7]劉合鳳.面向應急響應的航空/低空遙感影像幾何處理關鍵技術研究[D].長沙：中南大學，2013.

[8]樊江川.無人機航空攝影測樹技術研究[D].北京：北京林業大學，2014.

[9]王玉鵬.無人機低空遙感影像的應用研究[D].鄭州：河南理工大學，2011.

[10]魏子寅.基于無人機正射影像進行土地利用/土地覆蓋分析[D].呼和浩特：內蒙古師范大學，2013.

[11]張文博.無人機航測技術在土地綜合整治中的應用研究[D].長沙：長沙理工大學，2013.

[12]盧曉攀.無人機低空攝影測量成圖精度實證研究[D].徐州：中國礦業大學，2014.

收稿日期：2015-12-14；修改日期：2015-01-12

作者簡介：吳智勇(1975-)男，福建漳州人，漳州市國土資源局工程師．

中圖分類號：P217;P231

文獻標識碼：A

文章編號：1673-5781(2016)01-0036-02