杜小芬 （安徽省水利水電勘測設(shè)計院勘測分院，安徽 蚌埠 233000）

1 測區(qū)條件及飛行準(zhǔn)備

環(huán)巢湖地區(qū)生態(tài)保護(hù)四期工程位于安徽省合肥市高新區(qū)肥西縣境內(nèi)。地貌特征為江淮分水嶺丘陵地帶，屬溫帶季風(fēng)氣候,年均氣溫16.1℃,最高氣溫37℃,最低氣溫零下4～7℃。本次飛行時間為7月份，氣溫較高，空氣對流嚴(yán)重，測區(qū)東部屬于高新區(qū)城區(qū)附近，高樓林立，電磁干擾嚴(yán)重，大蜀山在測區(qū)范圍東北角，野外飛行條件不佳，總體困難類別屬于Ⅲ等。

1.1 飛行策劃

我院已經(jīng)準(zhǔn)備無人機(jī)“天狼星”型飛機(jī)及專用數(shù)碼相機(jī)。本次項(xiàng)目由于涉及到城區(qū)高大建筑物，由兩架無人機(jī)同時飛行，其中，環(huán)巢湖派河流域部分區(qū)域由拓普康天狼星專業(yè)版SIRIUS PR0（1）航拍，編號為D0:FF:50:CC:2D:80 136，每架次航帶根據(jù)飛行區(qū)域面積自動設(shè)計，帶寬100m，地面采樣距離(GSD)8cm，飛行高度311m，航向重疊75%～85%，旁向重疊度應(yīng)大于60%。本項(xiàng)目其余部分由第二架拓普康天狼星專業(yè)版SIRIUS PRO（2）航拍，編號為6C∶EC∶EB∶B5∶92∶2D∶285，每架次航帶根據(jù)飛行區(qū)域面積自動設(shè)計，帶寬200m，地面采樣距離(GSD)8cm，飛行高度622m，航向重疊75%～85%，旁向重疊度應(yīng)大于60%。

2 飛行計劃執(zhí)行

①外業(yè)飛行攝影時應(yīng)使用機(jī)身RTK實(shí)時定位曝光點(diǎn)坐標(biāo)，機(jī)身RTK測量數(shù)據(jù)后處理應(yīng)采用本工程基本平面高程控制測量輸出的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)進(jìn)行各曝光點(diǎn)坐標(biāo)解算。

②依據(jù)測區(qū)地形起伏的變化情況，為得到高精度、高質(zhì)量的影像,本次無人機(jī)飛行航線設(shè)計中,適應(yīng)地形變化模塊。在Mavinci Desktop飛行控制軟件中設(shè)置要求的行分辨率后，飛機(jī)隨地形起伏變化而自動改變飛行高度。根據(jù)地形起伏情況確定飛行高度保障飛機(jī)拍攝影像過程中照片重疊度，既可避免在遇到地形凸起時照片重疊度過小，滿足不了影像重疊的規(guī)范要求，又可避免在地形低洼處照片重疊度過大，造成飛行浪費(fèi)的情況。航攝過程中，飛機(jī)的俯仰、側(cè)滾姿態(tài)和旋偏角應(yīng)在座架可調(diào)整角度的規(guī)定范圍內(nèi)；外業(yè)飛行結(jié)束后，應(yīng)填寫航攝飛行記錄表，并對獲取的影像數(shù)據(jù)質(zhì)量進(jìn)行檢查。主要檢查的內(nèi)容為:航攝范圍是否滿足要求，航攝數(shù)據(jù)的完整性，影像的清晰度、重疊度，色彩的飽和度及影像上有無大面積云影、煙影的遮蓋及反光和污點(diǎn)等缺陷。

準(zhǔn)備就緒后，機(jī)組人員應(yīng)在選好的起降場地等待合適的航攝天氣，同時對航攝硬件進(jìn)行檢查維護(hù)，確保設(shè)備狀態(tài)最佳。等到能見度好，晴朗天氣時，即可執(zhí)行飛行計劃，爭取在相似的氣候條件下執(zhí)行航飛任務(wù)。

3 飛行過程中的質(zhì)量控制與保障

3.1 像片傾斜角

像片的傾斜角及傾俯角應(yīng)按規(guī)范要求在4.5°內(nèi),最大應(yīng)不超過12°。超過8°的航片不超過總航片數(shù)的10%。像片旋偏角一般不大于15°，在保證像片航向和旁向重疊度滿足要求的情況下，個別相片的最大旋偏角不超過30°，同一條航線上旋偏角超過20°的,像片個數(shù)不應(yīng)超過3片，超過15°旋偏角的像片個數(shù)不得超過分區(qū)像片總數(shù)的10%。像片傾斜角和像片旋偏角不能同時達(dá)到最大值。

3.2 航線彎曲度和航高保持

設(shè)計有足夠長度的預(yù)備線，來保證飛機(jī)進(jìn)入航線后有充足的時間以平穩(wěn)的姿態(tài)飛行。同時能保證GPS導(dǎo)航系統(tǒng)能直接觀察到航跡偏差，可將漂移減至最小。飛行管理系統(tǒng)應(yīng)對曝光觸發(fā)點(diǎn)的范圍進(jìn)行設(shè)置，應(yīng)保證航線彎曲度應(yīng)不大于3%。

飛行的航高指示器是氣壓高度表。每次飛行前，飛行員都要了解氣象部門發(fā)布的相關(guān)的機(jī)場天氣情況，同時記錄當(dāng)時的氣壓值。依據(jù)氣壓值和機(jī)場的標(biāo)準(zhǔn)高度值，確定出氣壓高度表在地面的基準(zhǔn)值。飛機(jī)按照基準(zhǔn)值飛到航空攝影要求的作業(yè)高度進(jìn)行作業(yè)，同時參考GPS實(shí)時高程。同一航線上相鄰像片的航高差按規(guī)范規(guī)定應(yīng)不大于20m；最大航高和最小航高之差不應(yīng)大于30m。

4 攝影質(zhì)量控制與保障

4.1 影像質(zhì)量要求和控制

航飛結(jié)束飛機(jī)返場后，飛行員要采用飛行管理軟件，立即對獲取的攝站點(diǎn)GPS坐標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行技術(shù)處理。當(dāng)天的飛行質(zhì)量評價應(yīng)及時進(jìn)行，確保無漏飛的情況，檢查每張像片上有無云影煙霧遮蓋和大面積反光現(xiàn)象，有無不合格航線等情況。如有，及時進(jìn)行處理，有遺漏及內(nèi)業(yè)解決不了的問題，應(yīng)及時組織補(bǔ)飛。

4.2 攝影處理

航攝的影像要求色彩均勻清晰，顏色飽和，無大面積云影遮蓋及反光，層次豐富，反差適中。航片影像數(shù)據(jù)應(yīng)存儲于專門的介質(zhì)內(nèi)，由專人護(hù)送至數(shù)據(jù)處理中心做數(shù)據(jù)后期處理，數(shù)據(jù)處理中心在收到數(shù)據(jù)后應(yīng)及時處理，并將航片數(shù)據(jù)質(zhì)量檢驗(yàn)報告及時反饋現(xiàn)場飛行人員，以方便飛行人員及時開展后續(xù)工作。

飛行完成后，即可用專業(yè)版MAVinci Desktop對高精度POS數(shù)據(jù)進(jìn)行及時下載和航飛影像的自動匹配，導(dǎo)入PhotoScan Pro數(shù)據(jù)處理軟件進(jìn)行處理，在不用控制點(diǎn)，無需人工干預(yù)的情況下，就可實(shí)現(xiàn)航測成果中DOM和DEM產(chǎn)品的自動生成。

檢查輸出的DOM、DEM等數(shù)據(jù)的質(zhì)量，分內(nèi)業(yè)和外業(yè)進(jìn)行檢查；內(nèi)業(yè)檢查的主要內(nèi)容為：影像的清晰度，色彩的柔和度，影像拼接帶有無明顯的模糊、重影和錯位等；外業(yè)檢查的主要內(nèi)容為對輸出的DOM、DEM等數(shù)據(jù)的精度檢查，檢查方法為：外業(yè)采集適量的平面和高程檢查點(diǎn)，并與通過對DOM、DEM分析的同名點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較,采集的平面點(diǎn)和高程點(diǎn)應(yīng)為具有代表性的特征點(diǎn),平面可采集房角以及道路上清晰可見的交通指示箭頭,高程點(diǎn)采集坡度平緩的地面點(diǎn)和無植被覆蓋的田地高程點(diǎn)。

影像數(shù)據(jù)處理后，應(yīng)依據(jù)單位面積數(shù)據(jù)量進(jìn)行合理的分幅，圖幅大小應(yīng)以普通辦公電腦方便調(diào)閱使用為宜，并繪制DEM、DOM分幅圖和“無人機(jī)低空攝影過程檢查表”。

5 航飛漏洞處理

①按規(guī)范要求，航攝過程中出現(xiàn)的相對絕對漏洞均需及時進(jìn)行補(bǔ)攝。

②對不影響內(nèi)業(yè)加密選點(diǎn)和模型連接的相對漏洞及局部缺陷，可只在漏洞處補(bǔ)攝。

③補(bǔ)攝航線的長度，應(yīng)按規(guī)范要求超出漏洞兩邊各兩條基線。

6 成果資料的檢查

在整個作業(yè)實(shí)施過程中，實(shí)行“兩級檢查制度”，保證飛行和影像質(zhì)量滿足航攝規(guī)范的要求。兩級檢查是指：航攝部門在第一時間對航攝成果進(jìn)行檢查；質(zhì)量檢查部門在整個過程中進(jìn)行監(jiān)督，整個攝區(qū)航攝飛行完成后，及時安排人員對成果陸續(xù)進(jìn)行檢查，確定沒有缺陷和需要補(bǔ)攝的內(nèi)容后，對整個攝區(qū)的資料按照分院下達(dá)的任務(wù)書和《航攝成果注記包裝規(guī)范》的要求進(jìn)行整理。外業(yè)飛行攝影地面分辨率為8cm，共飛行40個架次，飛行攝影面積83.8km2，外業(yè)飛行攝影航向重疊度設(shè)置為80%；旁向重疊度設(shè)置為65%；航攝數(shù)據(jù)完整性滿足要求，影像清晰，色彩柔和，無大面積云影、煙影、反光、污點(diǎn)等缺陷。

通過PhotoScan軟件對外業(yè)飛行數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并輸出數(shù)字正射影像圖（DOM）、數(shù)字高程模型（DEM），經(jīng)內(nèi)業(yè)檢查生成DOM和DEM數(shù)據(jù)是否清晰，色彩是否柔和，影像拼接帶有無明顯的模糊、重影和錯位；經(jīng)外業(yè)設(shè)站檢查，編號D0∶FF∶50∶CC∶2D∶80∶136獲取DOM和DEM數(shù)據(jù)平面精度為0.15m，高程精度為0.12m；為方便地形圖編輯調(diào)閱使用，輸出的與DOM和DEM數(shù)據(jù)分辨率為8cm，共分成19個圖幅文件，并繪制了DOM和DEM數(shù)據(jù)分幅表。

用南方Cass和QTModeler軟件平臺調(diào)閱DOM和DEM數(shù)據(jù)，編輯繪制地形圖，地形圖內(nèi)業(yè)編輯繪制完成后，套合DOM打印紙圖并進(jìn)行外業(yè)調(diào)繪。

7 結(jié)語

隨著未來科學(xué)技術(shù)的向前發(fā)展，無人機(jī)的電池和信號接受范圍得到突破，能夠?qū)崿F(xiàn)較大范圍的航測時，必將能更好的為水利工程測繪服務(wù)，也將具有更加廣泛的應(yīng)用空間。