基于無人機遙感技術的DOM生產探討

鄒志鴻

摘要：本文首先介紹了無人機遙感的發展現狀及其優越性，并結合貴州省農村土地承包經營權確權登記工利用無人機來生產1：2000數字正射影像圖的需要，詳細介紹了利用無人機生產大比例尺數字正射影像圖（DOM）的作業過程，并在此基礎上介紹了控制數字正射影像圖（DOM）成果質量的關鍵因素。

關鍵詞：無人機;遙感;DOM;生產

1.引言

無人機遙感（ UAV remote sensing，UA-VRS）是利用先進的無人機飛行器技術，遙感傳感器、遙測遙控、通信、POS定位定姿、GPS差分定位等遙感應用技術，快速獲取國土、資源、環境、事件等空間遙感信息，并進行實時處理、建模和分析的新興航空遙感技術解決方案[1]。經過多年的發展，應用該項技術來獲取數據已經相對比較成熟，其飛行模式已經由最初的彈射模式、手拋模式、滑翔降落、傘降模式發展為垂直起降加固定翼工作模式，尤其在山區作業，更能顯現其優越性，無人機遙感較其他數據獲取模式優越性主要體現在以下方面：

（1）操作簡單、成本較低。目前市場上所銷售的各種型號的無人機，其操作是越來越自動化、智能化、人性化，作為普通人員基本上學習1天～2天就可以實現獨立作業，無需像以前還需要進行很專業的操控培訓，飛機的組裝更為簡單，成本也較以前有大幅度的降低。

（2）相應速度快，成果質量高。無人機作業在天氣條件允許的情況下，可以快速的進入作業模式，從到達作業區到開始作業最快幾分鐘就可以開始作業，且飛行較為靈活。無人機遙感對起飛場地要求較低，工作方式靈活、快捷，能迅速響應拍攝任務，數據采集速度快[2]。在數據質量方面，由于其可以在地形條件允許的情況下盡可能降低飛行高度，以便獲取更高分辨率的影像數據，目前可獲取優于O.lm的影像數據。

由于無人機遙感在數據獲取方面具有其獨特的優越性，目前已廣泛地應用于國土、農業、林業、應急救災、交通、環保等領域，應用前景十分廣闊。在地貌以山地和山間平壩地形為主的貴州其表現更為突出，在貴州農村土地承包經營權確權登記的基礎調查圖件準備工作中，得到廣泛應用。

2.制作無人機數碼數字正射影像圖（DOM）的流程

農村土地承包經營權確權登記項目，要求以1：2000數字正射影像圖（DOM）套合行政界線和村組界線，以村組為單位人戶開展調查。下面主要介紹其生產的主要過程及步驟。

2.1前期準備

在外業飛行之前，收集與航空攝影測量相關的項目區資料及圖件，申報航空攝影測量飛行空域，選擇晴好天氣進行航飛。并根據成果資料的要求，提前規劃設計好飛行航線以及飛行高度等內容。

2.2外業飛行及控制工作

在外業飛行時，應注意飛行安全以及飛行質量，完成飛行任務后，應在外業第一時間對飛行成果進行初步檢查，對出現漏飛和影像質量差的情況應及時進行補充。外業像控應布設在明顯地物上，方便內業處理。

2.3內業數字正射影像圖（DOM）生產

主要介紹一下DOM內業生產的相關流程和步驟。

（1）空三加密

空三加密工作通常采用INpHO數字攝影測量處理系統的MATCH-AT空三模塊，通過光束區域網整體平差，得到加密點坐標成果及相片外方位元素。空三加密的工藝流程如下圖1所示。

空中三角測量加密的所有控制點的精度應滿足：相對定向連接點上下視差中誤差不大于2/3個像素，最大殘差不大于4/3個像素。內業加密點對附近野外控制點的平面位置中誤差、高程中誤差不應超過表1規定。

（2）數字高程模型（DEM）與數字正射影像圖（DOM）生產 在INpHO軟件系統中，導人空三成果恢復立體模型，利用系統的自動匹配功能，生成高精度的數字表面模型（DSM），并設置參數進行保留山體、去除房屋、提取水域等，同時導人采集的特征點、線文件，對DSM進行修正得到反映地面特征的DTM數據;對模型DTM進行編輯及自動拼接生產作業區域DEM數據。

利用DEM成果對原始影像進行正射糾正，通過自動生成的鑲嵌線對整個測區的模型正射影像進行無縫拼接，對測區數字正射影像圖（DOM）進行調色處理，之后按照項目要求進行1：2000分幅裁切、圖廓整飾，形成標準分幅數字正射影像圖（DOM）數據成果。數字正射影像圖（DOM）生產過程如下圖2所示。

3.影響數字正射影像圖（DOM）成果質量的因素

在以無人機獲取航飛影像來生產數字正射影像圖（DOM）的作業過程中，每個步驟都會影響到成果質量，下面介紹幾項主要影響因素：

3.1外業飛行質量

外業飛行數據是制作數字正射影像圖（DOM）最原始的數據，其質量好壞直接影響成果質量。所以要求我們在飛行過程中嚴格按照無人機飛行作業要求，選擇合適的作業時間以及航線規劃等內容，這樣才能獲取最佳質量的外業飛行數據。

3.2像控點的采集質量

像控點的質量是決定數字正射影像圖（DOM）成果位置精度的至關因素，所以像控點采集一定要采集在明顯地物上且高程信息變化不是很大的區域，且像控成果要經過檢驗確保無誤后才能用于工作中。

3.3鑲嵌線的處理

由于在數字正射影像圖（DOM）生產過程中，其成果是由多張影像拼接而成，如果直接進行融合處理，數字正射影像圖（DOM）成果將會存在大量的位置錯位的現象，這就要求作業人員在作業過程中必須對拼接線進行嚴格的處理，確保影像在拼接線處合理過渡。

4.結束語

目前，隨著科學技術的發展和軟硬件水平的提高，利用無人機進行攝影測量的技術水平已經大有提高，但是生產數字正射影像圖（DOM）的整體技術水平的自動化程度還不是很高，需要大量的人工干預。特別是農村土地承包經營權確權登記工作成果的準確性涉及農民的切身利益和社會穩定，對數字正射影像圖（DOM）的精度要求較高。這就要求我們在相關的工作中，進一步提高數字正射影像圖（DOM）的精度和自動化處理水平，生產出符合相關標準要求的外業調繪工作底圖，服務于農村土地承包經營權確權登記工作。

參考文獻：

[1]李德仁，李明.無人機遙感系統的研究進展與應用前景[J]武漢大學學報·信息科學版，2014，39（05）：505-513.

[2]范承嘯，韓俊，熊志軍，等.無人機遙感技術現狀與應用[J]測繪科學，2009，34（05）：214-215.

[3]陳彤.無人機遙感技術現狀與應用[J]電子技術與軟件工程，2019（04）：110.

[4]陳仲明，蔣成文，周忠瑞，袁智華，劉羽茜.淺析無人機遙感技術的發展現狀[J]科學技術創新，2018（04）：15-16.

[5]周惠遠.無人機遙感測繪技術在工程測繪中的應用[J].科技風，2017（22）：3.

[6]趙征.無人機遙感測繪技術與研究[J]四川水泥，2018（09）：180.

[7]喬亞奇.無人機遙感技術在測繪工程測量中的應用[J].工程建設與設計，2019（07）：92-93+96.

[8]劉靜.工程測繪中無人機遙感測繪技術的應用研究[J]世界有色金屬，2018（24）：156-157.