關(guān)于航測無人機測圖及其成果在相關(guān)領(lǐng)域的運用

周翠鳳

摘要：以無人駕駛飛行器為空中遙感平臺的技術(shù)由于具有機動、快速、經(jīng)濟等優(yōu)勢，能夠較好地滿足現(xiàn)階段我國對“數(shù)字中國、數(shù)字城市、數(shù)字生活”制圖的需求。

關(guān)鍵詞：無人機，航測，應(yīng)用

無人機航測遙感技術(shù)是繼衛(wèi)星遙感、飛機遙感之后發(fā)展起來的一項新型航空遙感技術(shù)，在應(yīng)急測繪保障、國土資源監(jiān)測、重大工程建設(shè)等方面得到廣泛應(yīng)用。它是一種機動靈活、可以實現(xiàn)快速響應(yīng)的一種航測技術(shù)。但也存在影像重疊度不規(guī)則、像幅小、影像傾角大、旋偏角大，影像有明顯畸變等問題，這些情況都對現(xiàn)有無人機航測技術(shù)提出了挑戰(zhàn)。

無人駕駛飛機是一種以無線電遙控或由自身程序控制為主的不載人飛機。由于它是高科技技術(shù)的集中載體，其主要應(yīng)用于現(xiàn)代戰(zhàn)爭。無人駕駛飛行器遙感系統(tǒng)由于具有機動、快速、經(jīng)濟等優(yōu)勢，已經(jīng)成為世界各國爭相研究的熱點課題，現(xiàn)已逐步從研究開發(fā)發(fā)展到實際應(yīng)用階段，無人駕駛飛行器的市場也逐漸成熟，將成為未來的主要航空遙感平臺之一。以無人駕駛飛行器為空中遙感平臺的技術(shù)，正是適應(yīng)這一需要而發(fā)展起來的一項新型高科技應(yīng)用性技術(shù)，能夠較好地滿足現(xiàn)階段我國對“數(shù)字中國、數(shù)字城市、數(shù)字生活”制圖的需求。

本文從生產(chǎn)案例出發(fā)，以無人機航測技術(shù)為主線，對生產(chǎn)過程中無人機航測出現(xiàn)的一些問題進行了分析探討。

1 生產(chǎn)實踐

1.1主要技術(shù)依據(jù)

《無人機航攝系統(tǒng)技術(shù)要求》（CH/Z3002-2010）；

《低空數(shù)字航空攝影規(guī)范》（CH/Z3005-2010）；

《低空數(shù)字航空攝影測量內(nèi)業(yè)規(guī)范》（CH/Z 3003-2010）；

《低空數(shù)字航空攝影外業(yè)規(guī)范》（CH/Z 3004-2010）... ...

1.2 數(shù)據(jù)源及預(yù)處理

1.2.1 數(shù)據(jù)源

本測區(qū)選用無人機航空攝影獲取的真彩色影像，航攝面積為10平方公里。航攝儀采用Canon EOS 5DMarkⅡ，焦距為：35mm，相幅大小為：5616×3744，像元分辨率為6.41um。影像地面分辨率為0.2米。

1.2.2遙感影像預(yù)處理

無人機航空攝影采用的相機為非量測型相機，因此，在進行空中三角測量恢復(fù)影像空中姿態(tài)時，需要對相機進行像片畸變差改正。（相機畸變改正在四維公司檢校完成）

1.3無人機航空攝影

本次無人機航攝分兩個架次進行，由GPS領(lǐng)航數(shù)據(jù)計算相對飛行高度。飛行質(zhì)量和影像良好，影像清晰度高、色彩均勻、飽和度良好，能夠表達真實的地物信息，可以滿足1：2000成圖要求。

像片航向重疊度為75%，旁向重疊一般為35%-45%，旋偏角一般控制在12度以下。

1.4像片控制測量

1.4.1 像控點精度要求

像控點對最近基礎(chǔ)控制點的平面位置中誤差不大于0.2米，高程中誤差不大于0.2米。

1.4.2 像控點布點方案

項目布點方案確定為雙模型布點，全部布設(shè)為平高點。

1.4.3 像控點測量

在像控測量之前，首先對測區(qū)內(nèi)收集到的已知控制點進行聯(lián)測，檢核控制點情況；為滿足后續(xù)像控測量，聯(lián)測已知點的同時加密了2個控制點。聯(lián)測采用GPS靜態(tài)相對定位方式施測，采用邊連式的布網(wǎng)形式。全網(wǎng)共聯(lián)測已有已知點4個，新設(shè)控制點2個，觀測時具體技術(shù)參數(shù)依據(jù)規(guī)范，像控點采用GPS實時動態(tài)定位（RTK）的方法進行測量，滿足要求。

1.5 空中三角測量

本項目采用Virtuozo工作站進行空三加密，根據(jù)航飛及影像分布情況，將空三區(qū)域分為兩個加密區(qū)域網(wǎng)采用自動與手動相結(jié)合的方式進行空三加密，即采用自動匹配進行像點量測，剔除粗差。人工調(diào)整直至連接點符合規(guī)范要求，檢查點平面中誤差為0.3米，高程中誤差為0.17米，最終加密成果符合1：2000數(shù)據(jù)采集要求。

1.6 數(shù)據(jù)采集

在空三完成后，利用空三成果進行單模型定向時我們發(fā)現(xiàn)有模型無法定向的情況，第一架次無法建立的模型有29個，占總模型數(shù)的4%。第二架次有67個無法建立的模型占總模型數(shù)的9%。主要原因為無人機航攝姿態(tài)不穩(wěn)定導(dǎo)致的飛行傾角、旋偏角過大，航線彎曲、像片比例不一致等現(xiàn)象都是導(dǎo)致單模型定向精度差的原因。考慮到1：2000地形圖精度要求，我們提出了如下解決方案：在測圖定向超限點的周圍進行野外實測用來檢核分析數(shù)據(jù)并進行必要的修正。

1.7項目精度報告

根據(jù)1：2000精度要求對測繪產(chǎn)品檢進行了精度的統(tǒng)計，統(tǒng)計了3幅地形圖，其中高程精度中誤差最大為0.36米，最小為0.27米，從統(tǒng)計的結(jié)果看，粗差率比較高，有的達到了5%，平面精度中誤差為0.75米。

2 無人機航測應(yīng)用前景

無人機航測主要用于數(shù)字國土工程建設(shè)、國土資源調(diào)查與利用技術(shù)發(fā)展工程，向國家和社會提供全新的成果，以滿足國民經(jīng)濟發(fā)展和社會進步當前和長遠的需要。以下是列舉的部分需求：

2.1測繪生產(chǎn)的需要

無人機遙感數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)遵循航空攝影測量原理開發(fā)?；诟叻直媛屎綌z影像可制作出測繪所需的大比例尺數(shù)字正射影像圖（DOM）、數(shù)字高程模型（DEM）和數(shù)字線劃圖（DLG）。在大比例尺數(shù)字產(chǎn)品基礎(chǔ)上進行制圖綜合，能夠快速更新國家基本比例尺地形圖（現(xiàn)階段還只能生產(chǎn)出最大比例尺為1：2000的DLG）。該系統(tǒng)還能夠服務(wù)于地籍測量等工作。

2.2土地開發(fā)整理

無人機遙感技術(shù)能夠在土地開發(fā)整理的下述工作階段中進行應(yīng)用：利用無人機遙感系統(tǒng)獲取的高清晰正射影像，各級領(lǐng)導(dǎo)和專家不用到達現(xiàn)場就可以直觀地確定項目區(qū)范圍，保證選址踏勘的合理性，核實新增耕地的真實可靠性和有效性，減少了繁重的外業(yè)踏勘工作量，節(jié)省了時間，提高了工作效率。

2.3突發(fā)事件應(yīng)急監(jiān)測

面對突發(fā)事件，比如環(huán)境污染、群體性治安事件、自然災(zāi)害突發(fā)事件等，政府管理部門需要及時掌握突發(fā)事件發(fā)生地點的具體情況（如影響范圍、影響程度等），這時可以通過無人機遙感數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)快速出動，對突發(fā)事件發(fā)生區(qū)域現(xiàn)狀實施監(jiān)測，提供及時、準確、詳細的突發(fā)事件信息，為政府管理部門指揮調(diào)度和決策提供科學(xué)依據(jù)，從而提高對突發(fā)事件的快速應(yīng)變和處理能力。

2.4城鎮(zhèn)建設(shè)規(guī)劃

基于高分辨率城鎮(zhèn)影像圖，可對現(xiàn)有城鎮(zhèn)規(guī)模結(jié)構(gòu)、職能分工和空間布局進行合理調(diào)整，科學(xué)制定區(qū)域交通、通信、能源、供水、排水、防洪等布局規(guī)劃，發(fā)揮城鎮(zhèn)整體效益。

2.5土地資源監(jiān)察

國土資源部科技與國際合作司和湖南省國土資源廳正在開展土地監(jiān)管季度“一張圖”技術(shù)研究與示范。建成土地監(jiān)管每季度“一張圖”的新技術(shù)示范區(qū)。由于無人機遙感數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)具有機動快速、視頻實時傳輸、高危地區(qū)探測安全、成本低、機動靈活等優(yōu)點，能夠?qū)ξ沂∵`規(guī)違法用地、濫占耕地、破壞生態(tài)環(huán)境等現(xiàn)象做到及早發(fā)現(xiàn)、及時制止，使國土資源監(jiān)察工作更加快速、高效和直觀，它將成為我省土地資源監(jiān)察的主要遙感數(shù)據(jù)獲取工具。

2.6礦山資源監(jiān)測

利用無人機遙感數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)在我省開展礦山資源環(huán)境監(jiān)測工作，能夠及時快速獲取礦山環(huán)境實時影像，為及時查處和糾正礦產(chǎn)資源開發(fā)中出現(xiàn)的問題，規(guī)范和整頓礦產(chǎn)資源管理和開發(fā)秩序，保障國家礦產(chǎn)資源開發(fā)的可持續(xù)發(fā)展，提供有效的技術(shù)支撐，具有十分重要的現(xiàn)實意義。

3結(jié)束語

綜上所述，無人機遙感數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)具有機動、快速、經(jīng)濟等優(yōu)勢。對我國經(jīng)濟轉(zhuǎn)形的服務(wù)及技術(shù)創(chuàng)新提供了優(yōu)質(zhì)的工具和平臺，也為我國無人機技術(shù)的發(fā)展提供了契機和空間。

參考文獻：

[1] 范承嘯，韓俊，熊志軍，趙毅。無人機遙感技術(shù)現(xiàn)狀與應(yīng)用[J] 測繪科學(xué) 2009，34（5）：214-215；

[2] 崔紅霞，李杰，林宗堅，儲美華。非量測數(shù)碼相機的畸變差檢測研究[J] 測繪科學(xué)2005，30（1）：105-107；

[3] 連鎮(zhèn)華。無人機航攝相片傾角對立體高程扭曲的影響分析[J] 地理空間信息2010，8（1）：20-22；