姜慧麗

【摘 要】小型無人機航測技術(shù)將測繪工作引向了一個新的方向，它具有生產(chǎn)作業(yè)方式快捷、設(shè)計成本低、操作靈活簡單、環(huán)境適應(yīng)性強、影像分辨率高等特點，在小范圍信息快速獲取方面有著巨大優(yōu)勢。本文重點對利用無人機獲取航空影像并進行大比例尺測圖進行探討，希望能夠使大比例尺測圖工作得到有效優(yōu)化。

【關(guān)鍵詞】無人機；航測；大比例尺地形圖

一、無人機航空攝影測量的特點

無人機具有靈活機動的特點，能夠在惡劣天氣下直接獲取航空影像，受氣候和空中管制的影響不大。無人機不受云層遮擋限制可獲取比普通航攝和衛(wèi)星光學遙感更高分辨率的影像數(shù)據(jù)。

無人機在輕霧天、陰天也可以獲取合格的影像，可以將大部分繁重的野外工作轉(zhuǎn)入內(nèi)業(yè)處理，既提高作業(yè)的效率和精度，同時能減輕勞動強度，降低作業(yè)成本。[1]

二、大比例尺測圖中無人機的應(yīng)用

2.1工程實況。

以某航測工程為例，測區(qū)面積約5km2，測區(qū)最高海拔60米，最低海拔42米，地勢起伏小，以村莊和耕地為主要地形。

2.2航飛基本要求

按照航空攝影的一般規(guī)定，航飛的航向重疊度為60%，最小不得小于53%；旁向重疊度為30%，最小不得小于15%。[2]

2.3基本流程

2.3.1像片控制測量

2.3.1.1像控點布點方案

本次航攝選擇非全野外布點方案，布設(shè)的所有控制點均為平高點，既測定平面坐標也測定高程坐標。本次作業(yè)在測區(qū)地面布標28個，選取其中10個均勻分布的作為空三加密的控制點，剩余18個點為檢查點。

布設(shè)像控點之前要做好準備工作，通過外業(yè)踏勘檢查航測區(qū)域的測區(qū)情況，來決定選點方案。選點時盡量選擇平整水平的地方，不要選在有高度差的位置上；選點時應(yīng)做好點之記，與內(nèi)頁人員溝通好，點位不能測中心位置，刺點時選在地物邊角處；選點時盡量選擇地面上的標志來做像控點，例如清晰的斑馬線，人行道等。

2.3.1.2像控點測量

測區(qū)采用GPS-RTK的方法進行測量。測量時氣泡居中或者用三角支撐桿固定，認真核對所測像控點方位及對應(yīng)點號，點之記拍照時應(yīng)拍攝一張清晰大圖，再拍攝一張周圍環(huán)境的全面圖。在測量像控點時注意設(shè)置好對應(yīng)的儀器天線類型和天線高。

2.3.2航測數(shù)據(jù)的獲取

本次影像數(shù)據(jù)獲取選擇在風速較低、可見度較高的天氣進行航測作業(yè)，所獲取影像的各項技術(shù)指標都滿足設(shè)計要求，有效照片數(shù)為102張。其中局部航片按1：1放大，地面標示為0.4m。

2.3.3影像的預(yù)處理

無人機相機是普通的數(shù)碼相機，鏡頭容易產(chǎn)生畸變從而導致影像的形狀發(fā)生非透視畸變。

無人機航攝姿態(tài)不穩(wěn)定，基于灰度的相關(guān)關(guān)系數(shù)匹配失效只能通過重疊度增大，增加觀測值個數(shù)來增加解算的可靠性。由于基高比變小，導致空中三角很不穩(wěn)定，降低了解算的穩(wěn)定性。[3]

由于以上種種原因無人機影像獲取后需要進行預(yù)處理。首先對相機進行標定。然后根據(jù)kappa角的變化劃分航帶，自動去掉航帶之間轉(zhuǎn)向部分影像，自動生成航帶。最后基于特征匹配，并通過粗差的剔除來過濾錯誤匹配。

2.3.4空三加密及精度檢查

2.3.4.1資料準備

（1）預(yù)處理后的影像（2）相機文件（3）控制點文件（4）控制點點位圖（5）航飛示意圖[4]

2.3.4.2加密流程

使用DatMatrix2.0軟件根據(jù)規(guī)范要求進行加密。DatMatrix利用少量地面控制點來計算測區(qū)中所有影像的外方位元素和所有加密點的地面坐標，并自動完成內(nèi)定向、選取加密點、轉(zhuǎn)刺加密點、相對定向、模型連接和生成整個測區(qū)像點網(wǎng)等，最后集成PATB光束法區(qū)域網(wǎng)平差軟件對整個測區(qū)數(shù)據(jù)進行平差計算[5]。具體流程如下[5]

2.3.4.3精度檢查

在數(shù)據(jù)采集之前對空三模型進行精度檢查是非常有必要的。主要是通過控制點、檢查點、加密點導入到Mapmatrix4.2中與最終的空三模型進行套合，經(jīng)檢查套合情況良好，航向及旁向模型間接邊平面精度均優(yōu)于±15cm，高程精度可滿足0.5米等高距。

2.3.5DLG生產(chǎn)

2.3.5.1立體測圖

采用航天遠景Mapmatrix4.2制作立體像對，進行內(nèi)業(yè)的立體采編。為了提高采集過程中相對刷新速率在采集數(shù)據(jù)之前對立體相對采集核線的立體相對。在采集前，要確定每個模型可采集矢量的最優(yōu)范圍，最好在控制點以內(nèi)。[6]

采集時分類輸入采集碼進行采集，采集順序為：交通-水系-居民地-工礦-植被-地貌土質(zhì)-管線。

2.3.4.2外業(yè)調(diào)繪

通過內(nèi)業(yè)立體采集形成初步DLG成果后，通過外業(yè)調(diào)繪，補測被遮擋地物并調(diào)繪內(nèi)業(yè)無法判讀屬性的地物以及屋檐更正、電桿連線等。

2.3.6DEM生產(chǎn)

為了提高數(shù)據(jù)精度通過在前期采集的DLG數(shù)據(jù)中提取等高線、高程點、水壓線等特征點、線構(gòu)建TIN網(wǎng)生成DEM數(shù)據(jù)。

2.3.7DOM生產(chǎn)

使用易拼圖V1.1在加密成果基礎(chǔ)上把影像數(shù)據(jù)通過鑲嵌、勻色等操作，在接邊滿足精度后選擇鑲嵌線進行鑲嵌處理，最后根據(jù)實際要求生成若干幅正射影像圖。

三、結(jié)語

無人機航空攝影測量技術(shù)在大比例尺地形圖測量方面有著重要的意義，比傳統(tǒng)測量方式有著不可替代的優(yōu)越性。因此，無人機航空攝影測量技術(shù)在大比例尺測圖領(lǐng)域必將得到不斷的推廣應(yīng)用，進一步為航測作業(yè)效率及質(zhì)量的提高奠定基礎(chǔ)。

【參考文獻】

[1]吳根梅.無人機航空攝影測量技術(shù)在城鎮(zhèn)地籍測量中的應(yīng)用探討.地球，2016.

[2]國家測繪局.低空數(shù)字航空攝影規(guī)范【M】.測繪出版社，2010.

[3]李毅、李碧.全國測繪科技信息網(wǎng)中南分網(wǎng)第二十五次學術(shù)信息交流會.淺談無人機航攝系統(tǒng)現(xiàn)狀與前景.學術(shù)會議，2011.

[4]陳德華.城市建設(shè)理論研究?；赩irtuoZo處理無人機航測數(shù)據(jù)探討.2013.

[5]DATMatrix2.0用戶手冊.

[6]Mapmatrix4.2用戶手冊.