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        無人機技術(shù)在大比例尺航攝成圖中的質(zhì)量分析

        2016-12-31 00:00:00初愛萍
        科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2016年13期

        摘 要:文章以廣西百色市無人機1:2000DLG、DOM項目為例, 系統(tǒng)闡述了無人機大比例尺航攝成圖的生產(chǎn)技術(shù)流程,并詳細(xì)分析了無人機技術(shù)在大比例尺航攝成圖中的質(zhì)量情況,同時總結(jié)出無人機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;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、像控點成果等資料后,進(jìn)行空三加密??杖瓿珊?,自動匹配提取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??杖瓿珊笤诹Ⅲw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個架次,共計126條航線,航片1754片,飛行質(zhì)量良好,航攝設(shè)計符合規(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 像控點質(zhì)量分析

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

        3.3 空三加密質(zhì)量分析

        空三加密基本定向點平面中誤差為±0.253m,高程中誤差為±0.094m,空三加密檢查點中誤差為±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104個,高程點98個,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個平面點,中誤差為±0.40m,滿足1:2000成圖要求。

        4 無人機技術(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,因此無人機在設(shè)計和飛行的過程中應(yīng)充分考慮到無人機構(gòu)造的平衡性,具體需要注意的有如下幾點:第一,正確安裝自動駕駛儀,并對其進(jìn)行定期修護(hù),同時盡量避免飛行過程中發(fā)生較大的震動。當(dāng)出現(xiàn)問題時,應(yīng)及時上報維修,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,并確保其能夠和無人機的機身保持水平;第三,在設(shè)計航行線路時,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)無人機駛?cè)牒娇站€路之前,一定要對無人機的立體位置進(jìn)行定位,確保無人機已達(dá)到最佳飛行狀態(tài)再進(jìn)入航線。

        4.2 攝像機和鏡頭的檢驗校正

        無人機影像數(shù)據(jù)是采用非量測數(shù)碼相機來獲取的,而非量測數(shù)碼相機的畸變差較大,使原始影像存在一定畸變,必須要對相機進(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)顫動明顯的現(xiàn)象或者距上次維修有一段時間時,都應(yīng)再次進(jìn)行檢驗校核,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

        無人機航線的設(shè)計工作應(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、相機參數(shù)等多個條件考慮在內(nèi),盡量提高攝影質(zhì)量的同時對航線進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。優(yōu)化設(shè)計的具體內(nèi)容包括以下幾點:第一,在分析攝區(qū)的地形、范圍時,同時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 像控點的布設(shè)

        為了更加準(zhǔn)確的進(jìn)行像控點刺點,減少誤差,可提前在測區(qū)范圍內(nèi)進(jìn)行像控點地標(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,再開始控制點的布置工作,保證所布設(shè)像片控制點都在測區(qū)范圍內(nèi);然后,將具有明顯標(biāo)志的點作為像片控制點,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,應(yīng)選取合適的像片控制點,并在控制點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,連接點點位分布要合理、準(zhǔn)確,內(nèi)業(yè)刺控制點一定要與外業(yè)選點一致,這樣才能保證成圖精度。

        5 結(jié)束語

        對無人機技術(shù)在大比例尺航攝成圖中的質(zhì)量進(jìn)行詳細(xì)分析,是一項重要的工作??偨Y(jié)出無人機航攝成圖精度的影響因素并進(jìn)行改正很有必要。為保證無人機航空攝像的質(zhì)量,應(yīng)注意定期對攝像機和鏡頭進(jìn)行檢驗和校核、優(yōu)化設(shè)計航行線路、糾正飛行姿態(tài)、合理布設(shè)控制點、提高內(nèi)業(yè)作業(yè)精度等。正確發(fā)揮無人機航攝的優(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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