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        無人機航攝影像空中三角測量技術(shù)在管道工程帶狀地形圖測量中的應(yīng)用探討

        2017-03-27 23:30:37王軍
        科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2017年4期
        關(guān)鍵詞:三角測量

        王軍

        摘 要:通過利用無人機航攝系統(tǒng)獲取的影像數(shù)據(jù)和POS數(shù)據(jù),以GPS-RTK野外實測獲取的像控點數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),進行了空中三角測量,并對成果精度進行了分析,表明空三結(jié)果滿足相關(guān)規(guī)范的要求,證明了無人機應(yīng)用于管道工程帶狀地形圖測繪是可行性的,同時也為今后的應(yīng)用提供了經(jīng)驗。

        關(guān)鍵詞:無人機航攝;三角測量;帶狀地形圖

        1 概述

        無人機航攝系統(tǒng)是以無人機為飛行平臺,利用高分辨率相機系統(tǒng)獲取遙感影像,利用空中和地面控制系統(tǒng)實現(xiàn)影像的自動航拍和獲取,同時實現(xiàn)航跡規(guī)劃和監(jiān)控、信息數(shù)據(jù)壓縮和自動傳輸、影像預(yù)處理等功能,具有高智能化程度、穩(wěn)定可靠、作業(yè)能力強的低空遙感系統(tǒng)[1],系統(tǒng)基本構(gòu)成包括飛行平臺、飛行導(dǎo)航與控制系統(tǒng)、地面監(jiān)控系統(tǒng)、任務(wù)設(shè)備數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、發(fā)射與回收系統(tǒng)、地面保障設(shè)備[2]。作為一種新興的獲取空間數(shù)據(jù)技術(shù),是常規(guī)攝影測量的創(chuàng)新發(fā)展,具有影像分辨率高、作業(yè)效率高、靈和性強、時效性強等優(yōu)勢,目前已廣泛應(yīng)用于各行業(yè)。

        本文利用無人機航攝系統(tǒng)獲取的影像數(shù)據(jù)和POS數(shù)據(jù),以GPS-RTK野外實測獲取的像控點數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),進行無人機影像的空三計算,并利用數(shù)字攝影測量系統(tǒng)繪制1:1000帶狀地形圖。

        2 作業(yè)流程

        2.1 像控點測設(shè)

        由于無人機影像受像幅小等因素的影響,常規(guī)攝影測量控制點的布設(shè)方式無法完全適用于無人機航攝像控點的布設(shè),因此,選擇合理的控制點布設(shè)方案是無人機影像空三計算的關(guān)鍵。鑒于管道測區(qū)為線狀,像控點宜在線路首末及中間布設(shè)。數(shù)據(jù)采集可采用GPS測量。

        2.2 空中三角測量

        空中三角測量是攝影測量的關(guān)鍵步驟,它利用少量地面控制點將整個區(qū)域網(wǎng)連接成一個整體,通過區(qū)域網(wǎng)平差計算一個測區(qū)中所有影像的外方位元素和所有加密點的地面坐標[3],其精度直接影響到后期地形圖的成圖精度。由于無人機采用的是非量測相機,獲取的影像存在畸變,因此,首先需要對影像采取畸變糾正、圖像處理等方式進行預(yù)處理,然后再進行空三平差。針對無人機獲取的影像特點,空三平差宜采用光束法區(qū)域網(wǎng)平差。

        2.3 帶狀地形圖采集

        空三計算完成后,可利用數(shù)字攝影測量系統(tǒng)繪制1:1000帶狀地形圖。在地形制作時,先導(dǎo)入對應(yīng)得影像數(shù)據(jù)和空三成果,然后進行地物地貌要素的采集,并對數(shù)據(jù)編輯。在管道工程帶狀地形圖制作時,采集范圍面積一般為線路中線兩側(cè)各200米的區(qū)域。

        3 應(yīng)用

        本次采用固定翼無人機搭載佳能5D Mark Ⅱ數(shù)碼相機,考慮到能獲得較好的基高比及能同時兼顧影像質(zhì)量和像幅大小,相機采用35mm焦距,按1:1000成圖比例尺計算航攝因子和航線設(shè)計。獲取的影像各項技術(shù)指標均滿足規(guī)范要求,航攝覆蓋全測區(qū)且無航測漏洞。

        本次空三平差采用光束法區(qū)域網(wǎng)平差,其平差結(jié)果為:內(nèi)業(yè)加密點平面位置中誤差為0.301m,高程中誤差為0.734m。平差結(jié)果表明,空三精度滿足規(guī)范要求,其成果可用于繪制1:1000帶狀地形圖。

        4 結(jié)束語

        無人機航攝系統(tǒng)作為一種新興的獲取空間數(shù)據(jù)技術(shù),具有影像分辨率高、作業(yè)效率高、靈和性強、時效性強等優(yōu)勢。但由于其采用的是非量測相機,受像幅小、影像存在畸變等因素的影響,導(dǎo)致空三計算存在一定的困難。本文利用無人機航攝系統(tǒng)獲取的影像數(shù)據(jù)和POS數(shù)據(jù),以GPS-RTK野外實測獲取的像控點數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),進行了空中三角測量,并對成果精度進行了分析,表明空三結(jié)果滿足相關(guān)規(guī)范的要求,同時也為今后的應(yīng)用提供了經(jīng)驗。

        參考文獻

        [1]楊潤書,吳亞鵬,李加明,等.無人機航攝系統(tǒng)的特點及應(yīng)用前景探討[J].地礦測繪,2011,27(1):8-9.

        [2]國家測繪局.CH/Z3002-2010無人機航攝系統(tǒng)技術(shù)要求[Z].北京:國家測繪局,2010.

        [3]張祖勛,張劍清.數(shù)字攝影測量學(xué)[M].武漢:武漢測繪科技大學(xué)出版社,1996.

        [4]國家測繪局.CH/Z3003-2010低空數(shù)字航空攝影測量內(nèi)業(yè)規(guī)范[S].北京:國家測繪局,2010.

        [5]GB/T23236-2009數(shù)字航空攝影測量空中三角測量規(guī)范[S].

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