馮紅紅

（甘肅省測(cè)繪工程院，甘肅 蘭州 730000）

1 無人機(jī)遙感系統(tǒng)的構(gòu)成與數(shù)據(jù)的有效處理

（1）遙感信息采集系統(tǒng)的組成。遙感信息采集系統(tǒng)是無人機(jī)低空遙感系統(tǒng)中的一大構(gòu)成部分。其中，對(duì)于遙感信息采集系統(tǒng)，它是由三大子系統(tǒng)共同構(gòu)成的，包括地面監(jiān)控系統(tǒng)、飛行控制系統(tǒng)、無人機(jī)遙感平臺(tái)[1]。

（2）遙感信息處理系統(tǒng)的組成。遙感信息處理系統(tǒng)是無人機(jī)低空遙感系統(tǒng)中的另一大構(gòu)成部分。其中，在遙感信息處理系統(tǒng)中，有多個(gè)子系統(tǒng)，如全數(shù)字立體測(cè)量系統(tǒng)、空中三角測(cè)量系統(tǒng)、遙感相片處理。①遙感像片處理。遙感相片處理就是一種的像片文件，通過將多個(gè)初始文件作為主要依據(jù)，如相機(jī)檢定參數(shù)、任務(wù)航攝規(guī)范表等，能夠?qū)υ枷衿M(jìn)行多種不同的處理，如畸變改正、預(yù)處理、拼接、質(zhì)量檢查、航帶整理等。②空中三角測(cè)量系統(tǒng)。通過運(yùn)用整理好的航帶列表，能夠?qū)骄€之間的相互關(guān)系進(jìn)行有效確定，內(nèi)定向影像，通過有效布設(shè)不同影像之間的連接點(diǎn)，有效量測(cè)像控點(diǎn)等，能夠?qū)θS立體模型進(jìn)行勾選構(gòu)建，同時(shí)進(jìn)行有效定向模型，產(chǎn)生精準(zhǔn)的核線影像。③全數(shù)字立體測(cè)量系統(tǒng)。在全數(shù)字立體測(cè)量系統(tǒng)中，具有軟件模塊、各種硬件，其中硬件包括三維鼠標(biāo)、手輪腳盤、專用立體觀測(cè)設(shè)備等[2]。

（3）無人機(jī)低空遙感數(shù)據(jù)的特點(diǎn)與數(shù)據(jù)處理流程。和常規(guī)航空攝影數(shù)據(jù)相比，無人機(jī)低空遙感數(shù)據(jù)具有以下一些特點(diǎn)，即：第一，因?yàn)檫x用了非量測(cè)型數(shù)碼相機(jī)，和傳統(tǒng)航攝相比，無人機(jī)遙感鏡頭極易產(chǎn)生畸變，在開展空中三角測(cè)量工作之前，必須要有效校正原始影像的畸變；第二，在對(duì)窄像幅相機(jī)進(jìn)行運(yùn)用時(shí)，一定要對(duì)影像重疊度進(jìn)行增大，以對(duì)航攝漏洞現(xiàn)象進(jìn)行有效避免；第三，無人機(jī)低空遙感平臺(tái)的穩(wěn)定性并不高，盡管制定了相應(yīng)的預(yù)防對(duì)策，但是只要受到高空風(fēng)力的影響，便會(huì)出現(xiàn)多種問題，如旁向重疊度不規(guī)則、大幅度旋偏、大幅度傾斜等；第四，立體采集效率偏低，像對(duì)覆蓋面積不夠大，存在較多的接邊工作量。所以和傳統(tǒng)航片相比，在一些環(huán)節(jié)中，無人機(jī)遙感像數(shù)據(jù)處理技術(shù)具有比較獨(dú)特的算法，不過從整體角度來說，傳統(tǒng)航空攝影測(cè)量流程和無人機(jī)低空遙感測(cè)量流程幾乎是相同的。

2 案例分析

2.1 無人機(jī)低空遙感數(shù)據(jù)收獲的具體情況

在2018年6月，新疆塔城測(cè)繪研究院通過運(yùn)用無人機(jī)機(jī)載傾斜攝影系統(tǒng)，對(duì)新疆塔城建鄴區(qū)進(jìn)行了航空攝影，通過進(jìn)行七架次飛行，收獲的傾斜攝影影像數(shù)據(jù)約達(dá)76km2。在進(jìn)行航攝過程中，航高約550m，力越4.2級(jí)，影像地面分辨率約為0.07m。為滿足傾斜攝影自動(dòng)建模的要求，便將下視相機(jī)的相片重疊度調(diào)至旁向60%、航向80%。通過對(duì)航攝影像質(zhì)量檢查結(jié)果進(jìn)行深入研究后，不難發(fā)現(xiàn)，通過運(yùn)用無人機(jī)低空遙感測(cè)量技術(shù)，能夠?qū)z影測(cè)量?jī)?nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理要求進(jìn)行有效滿足。

2.2 大比例尺地形圖的測(cè)繪實(shí)踐

針對(duì)新疆塔城大比例尺地形圖測(cè)繪項(xiàng)目，主要作業(yè)內(nèi)容有：制作1:1000正射影像圖、測(cè)繪1:1000地形圖。

根據(jù)新疆塔城測(cè)繪研究院航測(cè)生產(chǎn)軟硬件的實(shí)際情況，同時(shí)對(duì)無人機(jī)低空遙感測(cè)繪技術(shù)在影響數(shù)據(jù)獲取中存在的各種問題進(jìn)行深入考慮，如不規(guī)則的重疊度、基線短、畸變大、像幅小等，為有效處理后期的遙感數(shù)據(jù)，本次測(cè)繪項(xiàng)目主要選用的軟件有PS、ERDAS、PixelGrid等。其中，在實(shí)際測(cè)繪過程中重要技術(shù)應(yīng)滿足以下要求：

①在布設(shè)像控點(diǎn)時(shí)，應(yīng)選用區(qū)域布點(diǎn)法，間隔選取旁向2條航線、航向8一10條基線。針對(duì)區(qū)域網(wǎng)拐點(diǎn)位置，應(yīng)設(shè)置平高控制點(diǎn)。通過選用網(wǎng)絡(luò)RTK測(cè)量方法，以獲取區(qū)域玩平差中檢查點(diǎn)、像控點(diǎn)的高程和平面，對(duì)像控點(diǎn)WGS84坐標(biāo)進(jìn)行測(cè)量，然后有效轉(zhuǎn)換WGS84大地坐標(biāo)，將其變?yōu)閲?guó)家2000大地坐標(biāo)系，異滿足項(xiàng)目技術(shù)要求。②在整個(gè)無人機(jī)低空遙感影像數(shù)據(jù)處理流程中，控制三角測(cè)量是一大難點(diǎn)問題，在極大程度上影響大玻璃窗地形圖測(cè)繪的精度。因?yàn)榈匦螆D對(duì)成圖提出非常高的要求，本次下視數(shù)據(jù)為航攝的主要數(shù)據(jù)源，同時(shí)抽片處理高重疊度的相片，一對(duì)空中三角測(cè)量的工作量進(jìn)行有效降低。因?yàn)闊o人機(jī)低空遙感影響所出現(xiàn)的畸變差比較大，所以一定要對(duì)獲取的下視數(shù)字影像進(jìn)行有效的畸變差校正，然后才能再進(jìn)行后續(xù)相關(guān)工作，如連接模型、相對(duì)定向等。與此同時(shí)，如果一些策略區(qū)域。③在制作DOM過程中，DEM選用高精度DSM匹配算法，一對(duì)本測(cè)繪區(qū)域的DSM數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)提取。通過運(yùn)用坡度法，以對(duì)樹林、房屋進(jìn)行有效濾波，以獲取高精度、高密度的DEM。針對(duì)高植被覆蓋的測(cè)繪區(qū)域，通過對(duì)立體像進(jìn)行詳細(xì)觀測(cè)，以有效編輯特征線構(gòu)TIN、采凳特征點(diǎn)等，對(duì)DOM影像進(jìn)行有效修復(fù)等，以對(duì)大批量圖幅接邊工作進(jìn)行有效避免。在調(diào)整色調(diào)過程中，選用相關(guān)專業(yè)軟件，有效均光處理原始影像，對(duì)燒餅效應(yīng)問題進(jìn)行有效解決，同時(shí)將統(tǒng)一有效處理測(cè)繪區(qū)域中的影像色調(diào)，以使其和標(biāo)準(zhǔn)色調(diào)相接近，篩過后選用PS軟件，對(duì)整體色調(diào)進(jìn)行有效調(diào)整，以確保地形圖成品顏色的一致性。

針對(duì)地形圖測(cè)繪，主要選用全數(shù)字立體測(cè)圖技術(shù)方法，選用的測(cè)繪作業(yè)流程為“先進(jìn)行內(nèi)業(yè)，然后進(jìn)行外業(yè)。在遵守“外業(yè)定性、內(nèi)業(yè)定位”原則下，對(duì)空中三角測(cè)量成果、無人機(jī)低空遙感影像數(shù)據(jù)進(jìn)行充分利用，通過對(duì)全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量工作站進(jìn)行運(yùn)用，在立體環(huán)境中，對(duì)地貌要素和地物要素進(jìn)行有效采集。然后進(jìn)行外業(yè)，以全面補(bǔ)測(cè)地形圖數(shù)據(jù)，有效調(diào)地形圖的屬性，最后將所有數(shù)據(jù)編繪工作全部工作完成。

2.3 關(guān)于空中三角測(cè)量誤差來源的深入分析

一般來說，針對(duì)測(cè)繪區(qū)域網(wǎng)中空中三角測(cè)量精度，主要存在兩種影響因素，第一，測(cè)繪區(qū)域網(wǎng)幾何強(qiáng)度的影響因素，包括控制點(diǎn)權(quán)值的確定、輔助數(shù)據(jù)的使用情況、像控點(diǎn)的數(shù)量、像控點(diǎn)的分布情況、像控點(diǎn)的精度等。第二，原始觀測(cè)數(shù)據(jù)精度的影響因素，包括影像系統(tǒng)誤差的校正、攝影材料的穩(wěn)定性、攝影比例尺、航攝儀種類等。

針對(duì)新疆塔城地形圖中的各個(gè)測(cè)繪加密分區(qū)的平差精度，通過對(duì)其進(jìn)行深入分析后，不難發(fā)現(xiàn)，平差精度誤差的主要來源為：在進(jìn)行外業(yè)過程中，沒有合理布設(shè)像控點(diǎn)的位置，導(dǎo)致不能夠明確內(nèi)業(yè)量測(cè)的目標(biāo)點(diǎn)，不能夠獲取較高精度的刺點(diǎn)。綜上所述，在大比例尺地形圖測(cè)繪項(xiàng)目中，如果選用無人機(jī)低空遙感測(cè)繪技術(shù)，在測(cè)繪難度較高的區(qū)域中選擇確定像控點(diǎn)位置時(shí)，應(yīng)對(duì)地標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行提前布置。

2.4 大比例尺地形圖成品精度的有效評(píng)估

針對(duì)大比例尺地形圖成品，為對(duì)其幾何精度進(jìn)行有效評(píng)估，在采集像控點(diǎn)環(huán)節(jié)中，根據(jù)像控點(diǎn)測(cè)量要求，且遵守均勻布設(shè)像控點(diǎn)位置原則，為便于進(jìn)行精度檢測(cè)，本次共采集310個(gè)平高檢查點(diǎn)。通過詳細(xì)統(tǒng)計(jì)后可知，新疆塔城地形圖成品中存在約9.32m的誤差，滿足精度要求。

3 結(jié)語

本文以新疆塔城建鄴區(qū)為例，深入研究了大比例尺地形圖對(duì)無人機(jī)低空遙感測(cè)繪技術(shù)運(yùn)用的實(shí)踐，通過對(duì)固定翼輕型低空無人機(jī)搭載單鏡頭相機(jī)進(jìn)行利用，以對(duì)1：1000地形圖進(jìn)行有效測(cè)繪。針對(duì)平地地形的平面精度，能夠滿足相關(guān)規(guī)范要求，同時(shí)和高層精度相比，平面精度更勝一籌。在高程精度方面，盡管無人機(jī)低空遙感測(cè)繪技術(shù)的攝影測(cè)量精度還不能夠滿足相關(guān)規(guī)范要求，不過通過擬合處理外業(yè)的高程，便能夠?qū)Ω叱叹冗M(jìn)行有效提高。