低空無(wú)人機(jī)航測(cè)數(shù)據(jù)精度影響因素分析

張榮輝

巴音郭楞蒙古自治州國(guó)土資源勘測(cè)規(guī)劃設(shè)計(jì)院 新疆 庫(kù)爾勒 841000

1 無(wú)人機(jī)航測(cè)系統(tǒng)組成與數(shù)據(jù)生產(chǎn)流程

1.1 無(wú)人機(jī)航測(cè)系統(tǒng)組成

在針對(duì)無(wú)人機(jī)航測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，專業(yè)人士就將整個(gè)系統(tǒng)劃分為了兩個(gè)部分，即硬件系統(tǒng)以及軟件系統(tǒng)。兩個(gè)不同的系統(tǒng)分別有幾個(gè)分支結(jié)構(gòu)組合而成，并擔(dān)負(fù)著不同的作用。

1.2 無(wú)人機(jī)航測(cè)數(shù)據(jù)生產(chǎn)流程

無(wú)人機(jī)航測(cè)的數(shù)據(jù)的生產(chǎn)流程為：對(duì)航測(cè)地區(qū)的各項(xiàng)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行收集。針對(duì)航測(cè)地區(qū)的地質(zhì)情況，地理結(jié)構(gòu)，地形結(jié)構(gòu)等進(jìn)行評(píng)估，并綜合分析周邊是不是存在特殊建筑結(jié)構(gòu)，之后結(jié)合分析結(jié)果以及無(wú)人機(jī)飛行條件來(lái)判斷無(wú)人機(jī)航測(cè)設(shè)備是不是能夠飛行。如果所有條件都滿足飛行的需要，那么可以利用專業(yè)的軟件針對(duì)飛行線路進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，并判斷飛行的高度、重疊度等各項(xiàng)重要參數(shù)，結(jié)合各方面信息數(shù)據(jù)來(lái)制定飛行計(jì)劃，如果條件允許可以提前進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)勘查。針對(duì)像孔點(diǎn)進(jìn)行準(zhǔn)確的判斷和安設(shè)，結(jié)合航測(cè)地區(qū)的地質(zhì)情況，也可以在完成飛行任務(wù)之后試試像孔點(diǎn)信息的收集。將設(shè)計(jì)好的飛行方案?jìng)鬏數(shù)斤w行控制系統(tǒng)之中，這樣才能針對(duì)各個(gè)重點(diǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行影像POS(Po-sition Orientation System，簡(jiǎn)稱POS)數(shù)據(jù)信息的收集。地面檢測(cè)系統(tǒng)能夠?qū)o(wú)人機(jī)的飛行情況進(jìn)行記錄，為地面監(jiān)測(cè)人員提供準(zhǔn)確的信息。在飛行結(jié)束之后，將收集到的航測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行下載。最后運(yùn)用專門的數(shù)據(jù)處理軟件來(lái)進(jìn)行航測(cè)數(shù)據(jù)的分析匯總，無(wú)人機(jī)航測(cè)數(shù)據(jù)的生產(chǎn)流程如圖1。

圖1 無(wú)人機(jī)航測(cè)數(shù)據(jù)生產(chǎn)流程

2 無(wú)人機(jī)航測(cè)數(shù)據(jù)精度影響因素

2.1 無(wú)人機(jī)平臺(tái)的影響

無(wú)人機(jī)航測(cè)盡管擁有良好的優(yōu)越性，但是并沒(méi)有達(dá)到完善的狀態(tài)，還是存在諸多的問(wèn)題的。首先，機(jī)身穩(wěn)定性較差。因?yàn)闊o(wú)人機(jī)大部分都是結(jié)構(gòu)較為小巧，所以載荷能力較差，極易受到氣流波動(dòng)的影響，各種姿態(tài)的變換與傳統(tǒng)航測(cè)相對(duì)比來(lái)說(shuō)效率較高，并且實(shí)際操作十分的方便。航帶排列不規(guī)范，重疊角度波動(dòng)十分明顯。其次，影像幅度較小，但是數(shù)量非常多。無(wú)人機(jī)航測(cè)往往搭載的都是非量測(cè)型單反攝像設(shè)備，其像幅小，為了能夠?qū)φ麄€(gè)航測(cè)區(qū)域所有信息無(wú)一遺漏，全面的加以掌握，我們可以利用提升航向以及旁向重疊度的方式來(lái)加以保證，所以會(huì)導(dǎo)致整個(gè)航測(cè)區(qū)域的影像數(shù)量會(huì)不斷的增加，往往會(huì)對(duì)操控工作的開展造成一定的影響。上述情況都會(huì)對(duì)無(wú)人機(jī)航測(cè)效果造成不同程度的影響，從而會(huì)對(duì)航測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性產(chǎn)生影響。在最近的幾年時(shí)間里，我國(guó)無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)整體水平得到了顯著的提升，未來(lái)無(wú)人機(jī)勢(shì)必會(huì)融合最前沿的科學(xué)技術(shù)，無(wú)論實(shí)在性能還是在整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性方面都會(huì)不斷的優(yōu)化和創(chuàng)新，必然能夠提升航測(cè)整體效率和質(zhì)量，能夠更加精準(zhǔn)的記錄飛機(jī)飛行過(guò)程中涉及到的各項(xiàng)信息數(shù)據(jù)，并且利用后期專業(yè)軟件來(lái)完善計(jì)算工序，對(duì)計(jì)算的準(zhǔn)確性加以保證，這樣就能夠有效的規(guī)避無(wú)人機(jī)平臺(tái)對(duì)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度造成不良影響。

2.2 攝像設(shè)備的影響

攝像設(shè)備自身的像素情況與圖像的質(zhì)量存在密切的關(guān)聯(lián)，如果像素較大，那么圖像的清晰度就會(huì)越高，相反如果像素較小，那么圖像就會(huì)較為模糊。所以在實(shí)施無(wú)人機(jī)航測(cè)的時(shí)候，要充分的結(jié)合攝像設(shè)備自身像素情況來(lái)對(duì)航線進(jìn)行設(shè)計(jì)，對(duì)圖像的質(zhì)量和效果加以根本保證。攝像設(shè)備對(duì)焦與曝光的時(shí)間與拍攝的圖像的清晰度存在密切的關(guān)聯(lián)，所以在正式開始航測(cè)之前，需要結(jié)合實(shí)際情況對(duì)攝像設(shè)備的對(duì)焦以及曝光時(shí)間進(jìn)行調(diào)控，如果環(huán)境光照條件較差，應(yīng)該盡可能的延長(zhǎng)曝光時(shí)長(zhǎng)，促進(jìn)圖像的清晰度的提升。攝像設(shè)備自身存在畸變的情況也會(huì)損害帶拍攝圖像的清晰度，所以在進(jìn)行航測(cè)之前，務(wù)必要對(duì)攝像設(shè)備進(jìn)行準(zhǔn)確的調(diào)整。

2.3 航飛時(shí)間的影響

無(wú)人機(jī)飛行的時(shí)間的選擇，要綜合環(huán)境情況，天氣變化，太陽(yáng)高度等等。要盡可能的選擇最佳的飛行季節(jié)，最大限度的規(guī)避因?yàn)榈乇砀采w結(jié)構(gòu)對(duì)拍攝效果造成的負(fù)面影響，并且還需要保證光照的充足，通常都是以航測(cè)區(qū)域的太陽(yáng)高度和角度來(lái)加以判斷的。如果整個(gè)地區(qū)內(nèi)高層建筑十分集中，或者是存在高度差較為明顯的陡峭山區(qū)的時(shí)候，往往都會(huì)選擇在下午兩點(diǎn)進(jìn)行飛行。

2.4 飛行高度的影響

飛行高度影響著實(shí)際地面分辨率的大小，航高和地面分辨率的計(jì)算公式如式(1)，通過(guò)這一公式可以看出，飛行高度閱讀，地面的分辨率參數(shù)就會(huì)越小，那么拍攝的圖像的清晰度就會(huì)越高。

2.5 測(cè)區(qū)地形的影響

針對(duì)式(1)進(jìn)行分析我們發(fā)現(xiàn)，在無(wú)人機(jī)飛行的高度能夠維持良好的穩(wěn)定性的情況下，飛行到一些特殊地區(qū)的時(shí)候，海拔較高的地區(qū)相對(duì)飛行高度就會(huì)越小，這樣就會(huì)造成地面分辨率參數(shù)較小的情況。一旦航測(cè)地區(qū)內(nèi)的高度差達(dá)到既定標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)候，圖像的清晰度不夠，勢(shì)必還會(huì)造成遺漏航測(cè)的情況，所以工作人員在設(shè)計(jì)飛行路線的時(shí)候，務(wù)必要充分的結(jié)合整個(gè)地區(qū)的地質(zhì)情況，對(duì)無(wú)人機(jī)的飛行高度進(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)算。

3 結(jié)束語(yǔ)

在我國(guó)科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的帶動(dòng)下，使得國(guó)內(nèi)無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)得到了顯著的進(jìn)步，利用集成高精度的RTK、IMU系統(tǒng)以及改進(jìn)數(shù)據(jù)處理算法，能夠有效的提升航測(cè)的質(zhì)量和效率，詳細(xì)在未來(lái)無(wú)控點(diǎn)測(cè)圖技術(shù)會(huì)被大范圍的加以運(yùn)用，從而有效的縮減外業(yè)工作量，提升數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性。