基于無人機航測的宿遷學院正射影像圖制作

徐歡

摘 要：隨著無人機技術的發展，在測繪領域有著不可代替的作用，相較于傳統大地測量模式，測繪無人機已經成為測繪行業發展的主力軍，其具有作業靈活、效率高、精度高、作業成本低等特點，當前利用無人機快速獲取影像數據，利用Inpho軟件對圖像進行處理，制作正射影像圖，已成為一種趨勢。文章基于無人機航測技術，制作宿遷學院1：2000正射影像，為校區建設、規劃提供技術支持。

關鍵詞：無人機；正射影像圖；像片控制測量；空三加密

中圖分類號：V243.5 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）34-0063-03

Abstract： With the development of unmanned aerial vehicle （UAV） technology， it plays an irreplaceable role in the field of surveying and mapping. Compared with the traditional geodetic model， the surveying and mapping of unmanned aerial vehicle has become the main force in the development of surveying and mapping industry. It has the characteristics of flexible operation， high efficiency， high accuracy， low operating cost and so on. At present， it has become a trend to use UAV to acquire image data quickly， to use Inpho software to process the image and to produce orthophoto map. Based on the aerial survey technology of unmanned aerial vehicle （UAV）， this paper makes 1：2000 orthophoto image of Suqian College， and provides technical support for the construction and planning of the campus.

Keywords： unmanned aerial vehicle （UAV）； orthophotography； photo control measurement； air three encryption

引言

隨著測繪技術的不斷更新和發展，無人機航測技術已經逐步取代傳統的測量技術，成為主流測量手段。相較于傳統的測量技術，無人機航測有著不可比擬的優勢，作業效率高、成本低、靈活性強等。因此，基于無人機的低空攝影測量成為研究的熱點，并具有廣闊的發展前景和應用前景[1]。正射影像具有幾何精度高、信息豐富、直觀性強等優點，應用范圍較廣，因此利用無人機航測制作正射影像圖成為必然發展趨勢。本文基于無人機航測技術，利用Inpho軟件對圖像進行處理，制作宿遷學院1：2000正射影像。

1 概述

測區位于江蘇省宿遷市宿城區，地處北緯33.96°，東經118.3°，北起楊公路，南至學院路，西臨古黃河，東至黃河南路，測區面積接近1平方千米。地處平原地區，地形平坦，高差起伏不大，測區地面高程約為26m。

為了更好的獲取質量較高的影像，選取較晴好的天氣以及適合的季節進行航測，外業無人機操作的時候，選取相對比較空曠的區域，盡量遠離高壓線、水池、電線桿、樹木等，給與無人機的起飛留有一定的余地。本次外業航攝，選擇天氣較為晴好且無風的情況下，進行工作，獲取的資料的環境比較理想。本次航攝采用云圖F7無人機搭載索尼a7R數碼相機進行航空攝影，獲取測區低空攝影測量影像。

2 無人機航空攝影

2.1 航區任務的設置

本次航區任務是掌握無人機低空攝影測量系統外業作業流程，熟悉Inpho軟件空三加密操作、并對空三原理進行研究，制作宿遷學院1：2000數字正射影像圖。測區范圍是以宿遷學院為中心，東至黃河南路，西至古黃河，北至楊公路，南至學院路，由于測區區域范圍比較小，外業用時較少，飛行高度低，無需進行空域申請。

2.2 測區已有資料

測區內已有11個控制點，全部為E級GPS點。平面坐標均為1980國家大地坐標系，中央子午線經度為118°30′，高程為1985國家高程基準。

2.3 航線設置及規劃

根據作業任務，利用地面監控站對測區進行技術參數設計，設置航高。根據以下公式算出航高H。

由于測圖比例尺與航攝比例尺之間具有對應關系，再根據相機檢校文件f=36.162691mm，成圖比例1：2000，即可算出航高在144m～216m。

結合測區情況，南北比東西長，因此設置南北方向飛。航攝季節冬春交，樹葉凋零最大限度保證了地物的可見性，航線的布設范圍盡量選擇在區域外圍或區域邊界線上。本次航線的分布范圍覆蓋整個測區，最北面航線的有效測圖范圍覆蓋到測區北面圍墻，最南面的有效測圖范圍覆蓋到南面圍墻，東面至黃河南路邊界，西至古黃河邊界。

3 作業流程

4 像片控制測量

航攝結束后，對飛行質量包括像片航向重疊度（60%-80%）、旁向重疊度（35%-50%）、像片傾角（一般小于5°）、航線彎曲、像片旋角，航高變化POS數據進行檢核，再對影像質量包括清晰度，色調，是否能判別細小地物進行檢核。

檢核完成，理論選點位置確保邊緣像片控制點至少3張重疊，中間像片控制點6張重疊。以281像片的Z01號控制點為例（7張像片重疊），如圖2-圖8所示。

本項目共選用了49個控制點，如圖9。

5 利用Inpho軟件進行空三測量處理

利用現有及收集到的資料，航攝像片，POS數據，控制點數據，都準備好后用Inpho軟件開始空三處理。

處理流程如下：

（1）新建工程

（2）添加相機參數

（3）導入航攝像片

（4）導入POS數據

（5）導入控制點數據

（6）航線生成

（7）生成影像金字塔

（8）多像片控制點測量

（9）平差處理

6 制作正射影像圖

對生成的正射影像圖用Arcmap進行整飾、修復拼接線、裁剪等。

7 結束語

通過無人機進行低空航攝，制作宿遷學院1：2000正射影像圖，能夠應用于多個領域。對于學校來說，在進行招生宣傳時，也可作為學校宣傳資料，讓廣大的家長和學生能夠更好的了解本校。同時，正射影像可用于影像判讀、量測和專題制圖、為資源和環境調查研究服務，也可用于制作各種影像地圖和地圖更新。

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