無人機(jī)技術(shù)在大比例尺航攝成圖中的質(zhì)量分析

摘 要：文章以廣西百色市無人機(jī)1：2000DLG、DOM項(xiàng)目為例， 系統(tǒng)闡述了無人機(jī)大比例尺航攝成圖的生產(chǎn)技術(shù)流程，并詳細(xì)分析了無人機(jī)技術(shù)在大比例尺航攝成圖中的質(zhì)量情況，同時(shí)總結(jié)出無人機(jī)攝影測量成圖精度的影響因素并提出了相應(yīng)的質(zhì)量改正方法。

關(guān)鍵詞：無人機(jī)；畸變參數(shù)；飛行姿態(tài)；像片控制；空三加密；立體測繪地形圖

2.5 無人機(jī)航攝內(nèi)業(yè)成圖

主要準(zhǔn)備好原始影像、航攝信息、像控點(diǎn)成果等資料后，進(jìn)行空三加密。空三完成后，自動(dòng)匹配提取DSM（數(shù)字表面模型），經(jīng)過濾波處理和人工編輯之后生成DEM（數(shù)字高程模型）。利用編輯過的DEM對原始影像進(jìn)行正射糾正，生成中心投影影像也就是DOM（數(shù)字正射影像），并將單片DOM進(jìn)行鑲嵌勻色處理，制作1：2000DOM產(chǎn)品。空三完成后在立體模型中進(jìn)行立體測圖，并疊加DOM生成調(diào)繪片打印以完成外業(yè)補(bǔ)測、調(diào)繪、平面位置和高程注記檢測等工作，從而制作作1：2000DLG成果。

3 質(zhì)量分析

3.1 航飛質(zhì)量分析

本測區(qū)飛行2個(gè)架次，共計(jì)126條航線，航片1754片，飛行質(zhì)量良好，航攝設(shè)計(jì)符合規(guī)定，相片傾斜角、旋偏角、重疊度符合規(guī)范要求，無大片陰影、云影，滿足內(nèi)業(yè)作業(yè)需要。

3.2 像控點(diǎn)質(zhì)量分析

像控點(diǎn)區(qū)域網(wǎng)布點(diǎn)，其中平高點(diǎn)79個(gè)，高程點(diǎn)124個(gè)，布設(shè)合理，實(shí)際點(diǎn)位選擇正確，能滿足衛(wèi)星定位測量需求；控制點(diǎn)點(diǎn)位判圖正確，點(diǎn)位整飾規(guī)范，點(diǎn)位說明準(zhǔn)確。

3.3 空三加密質(zhì)量分析

空三加密基本定向點(diǎn)平面中誤差為±0.253m，高程中誤差為±0.094m，空三加密檢查點(diǎn)中誤差為±0.270m，高程中誤差為±0.163m，滿足1：2000成圖要求。

3.4 DLG質(zhì)量分析

DLG成果檢查了102條邊，平面點(diǎn)104個(gè)，高程點(diǎn)98個(gè)，中誤差分別為±0.45m、±0.50m、±0.43m，滿足1：2000成圖要求。

3.5 DOM質(zhì)量分析

DOM成果檢查了384個(gè)平面點(diǎn)，中誤差為±0.40m，滿足1：2000成圖要求。

4 無人機(jī)技術(shù)在大比例尺航攝成圖中的質(zhì)量影響因素

4.1 飛行姿態(tài)的穩(wěn)定性

由于飛行姿態(tài)的穩(wěn)定性直接影響到航空影像的質(zhì)量，因此無人機(jī)在設(shè)計(jì)和飛行的過程中應(yīng)充分考慮到無人機(jī)構(gòu)造的平衡性，具體需要注意的有如下幾點(diǎn)：第一，正確安裝自動(dòng)駕駛儀，并對其進(jìn)行定期修護(hù)，同時(shí)盡量避免飛行過程中發(fā)生較大的震動(dòng)。當(dāng)出現(xiàn)問題時(shí)，應(yīng)及時(shí)上報(bào)維修，并停止使用；第二，嚴(yán)格按照正確的安裝步驟，安裝航拍相機(jī)，并確保其能夠和無人機(jī)的機(jī)身保持水平；第三，在設(shè)計(jì)航行線路時(shí)，要充分考慮到外界自然因素，如風(fēng)速、風(fēng)向，最好選擇在無風(fēng)或微風(fēng)的情況下進(jìn)行航攝。第四，當(dāng)無人機(jī)駛?cè)牒娇站€路之前，一定要對無人機(jī)的立體位置進(jìn)行定位，確保無人機(jī)已達(dá)到最佳飛行狀態(tài)再進(jìn)入航線。

4.2 攝像機(jī)和鏡頭的檢驗(yàn)校正

無人機(jī)影像數(shù)據(jù)是采用非量測數(shù)碼相機(jī)來獲取的，而非量測數(shù)碼相機(jī)的畸變差較大，使原始影像存在一定畸變，必須要對相機(jī)進(jìn)行嚴(yán)格檢校，并對影像進(jìn)行畸變校正。另外當(dāng)儀器出現(xiàn)顫動(dòng)明顯的現(xiàn)象或者距上次維修有一段時(shí)間時(shí)，都應(yīng)再次進(jìn)行檢驗(yàn)校核，從而保證焦距以及畸變糾正后的變形等參數(shù)保持在規(guī)定范圍內(nèi)。

4.3 航線的優(yōu)化設(shè)計(jì)

無人機(jī)航線的設(shè)計(jì)工作應(yīng)將攝區(qū)地理位置、區(qū)域范圍、自然環(huán)境、地形、影像要求分辨率、相機(jī)參數(shù)等多個(gè)條件考慮在內(nèi)，盡量提高攝影質(zhì)量的同時(shí)對航線進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。優(yōu)化設(shè)計(jì)的具體內(nèi)容包括以下幾點(diǎn)：第一，在分析攝區(qū)的地形、范圍時(shí)，同時(shí)收集該地的氣候信息，如風(fēng)速、風(fēng)向、降雨量，避免出現(xiàn)雨中、風(fēng)中等惡劣環(huán)境下作業(yè)的情況；第二，航線要保證拍攝區(qū)域的完整性，可以通過劃分區(qū)域的方式，保證同一區(qū)域內(nèi)的地形高度差小于航行高度的六分之一，實(shí)現(xiàn)合理覆蓋攝影區(qū)域；第三，合理選擇拍攝的基準(zhǔn)面和航行高度，保證攝影影像的分辨率和重疊度在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。

4.4 像控點(diǎn)的布設(shè)

為了更加準(zhǔn)確的進(jìn)行像控點(diǎn)刺點(diǎn)，減少誤差，可提前在測區(qū)范圍內(nèi)進(jìn)行像控點(diǎn)地標(biāo)布設(shè)并測量。首先，先對測定區(qū)域的地形圖進(jìn)行分析，再開始控制點(diǎn)的布置工作，保證所布設(shè)像片控制點(diǎn)都在測區(qū)范圍內(nèi)；然后，將具有明顯標(biāo)志的點(diǎn)作為像片控制點(diǎn)，利于后期識別，假如測定區(qū)域內(nèi)不容易找到明顯標(biāo)志的點(diǎn)，應(yīng)選取合適的像片控制點(diǎn)，并在控制點(diǎn)處涂上顏料或者撒石灰，以此來幫助辨別。

4.5 空三加密的準(zhǔn)確性

對于空三加密，相對定向、絕對定向精度要滿足成圖需要，連接點(diǎn)點(diǎn)位分布要合理、準(zhǔn)確，內(nèi)業(yè)刺控制點(diǎn)一定要與外業(yè)選點(diǎn)一致，這樣才能保證成圖精度。

5 結(jié)束語

對無人機(jī)技術(shù)在大比例尺航攝成圖中的質(zhì)量進(jìn)行詳細(xì)分析，是一項(xiàng)重要的工作。總結(jié)出無人機(jī)航攝成圖精度的影響因素并進(jìn)行改正很有必要。為保證無人機(jī)航空攝像的質(zhì)量，應(yīng)注意定期對攝像機(jī)和鏡頭進(jìn)行檢驗(yàn)和校核、優(yōu)化設(shè)計(jì)航行線路、糾正飛行姿態(tài)、合理布設(shè)控制點(diǎn)、提高內(nèi)業(yè)作業(yè)精度等。正確發(fā)揮無人機(jī)航攝的優(yōu)勢，保證作業(yè)質(zhì)量，為后期的應(yīng)用提供有效的資料。

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