無人機(jī)低空遙感測繪作業(yè)流程及主要質(zhì)量控制要點探析

孔鵬飛（江西省基礎(chǔ)測繪院，江西南昌330000）

無人機(jī)低空遙感測繪作業(yè)流程及主要質(zhì)量控制要點探析

孔鵬飛（江西省基礎(chǔ)測繪院，江西南昌330000）

與傳統(tǒng)測繪模式相比，無人機(jī)低空遙感測繪系統(tǒng)可以提升測繪數(shù)據(jù)的精度，降低了數(shù)據(jù)誤差概率。因此，該系統(tǒng)的應(yīng)用可以直接促進(jìn)測繪質(zhì)量的提高。本文從系統(tǒng)的組成要素入手，對無人機(jī)低空遙感測繪作業(yè)流程及主要質(zhì)量控制要點進(jìn)行分析。

無人機(jī)；低空；遙感測繪作業(yè)流程；質(zhì)量控制要點

前言

隨著城市測繪規(guī)劃等工作重要程度的不斷提升，人們對測繪工作的重視程度也發(fā)生了相應(yīng)提升。在這種背景中，在測繪精度、測繪質(zhì)量等方面存在顯著優(yōu)勢的無人機(jī)低空遙感測繪系統(tǒng)逐漸開始被應(yīng)用于測繪作業(yè)中。為了保證系統(tǒng)優(yōu)勢的合理發(fā)揮，在實際應(yīng)用過程中，需要對航攝、像控布網(wǎng)等質(zhì)量控制點的控制工作加以重視。

1 無人機(jī)低空遙感測繪系統(tǒng)的組成要素

無人機(jī)低空遙感測繪系統(tǒng)的組成要素主要包含以下幾種：

1.1 全數(shù)字立體測量系統(tǒng)要素

該要素負(fù)責(zé)提供DOM、DLG產(chǎn)品以及DEM的生成和處理功能。該要素被應(yīng)用在測繪過程的后期階段中。

1.2 空中三角測量系統(tǒng)要素

該要素的功能是負(fù)責(zé)處理各類遙感信息，并利用原始影像信息獲得可供測繪人員使用的成品影像資料。

1.3 地面監(jiān)控系統(tǒng)要素

該要素的監(jiān)控功能是基于計算機(jī)等設(shè)備產(chǎn)生的。地面監(jiān)控系統(tǒng)的作用主要是通過對整個測繪作業(yè)過程中問題的發(fā)現(xiàn)，控制測繪質(zhì)量[1]。

1.4 無人機(jī)遙感平臺要素

該平臺是由數(shù)據(jù)傳感器、無人機(jī)、機(jī)載飛控等設(shè)備組成的。該要素承載著整個系統(tǒng)的遙感信息采集功能。

1.5 飛行控制系統(tǒng)要素

該要素的作用為控制飛行器的位置、高度、飛行速度等信息，提升飛行過程與被測區(qū)域的實際測繪需求的契合程度。

2 無人機(jī)低空遙感測繪作業(yè)流程

從整體角度來講，無人機(jī)低空遙感測繪作業(yè)流程中主要包含以下幾個步驟：

2.1 資料收集與空域協(xié)調(diào)步驟

在應(yīng)用無人機(jī)低空遙感測繪系統(tǒng)開展測繪作業(yè)之前，首先應(yīng)該將與被測區(qū)域有關(guān)的相關(guān)地質(zhì)數(shù)據(jù)資料全部收集起來。測繪人員需要利用當(dāng)前已有資料中整理出一份有針對性的無人機(jī)低空遙感測繪系統(tǒng)應(yīng)用方案。除此之外，該步驟中獲得的資料還應(yīng)該被應(yīng)用在被測區(qū)域平高控制網(wǎng)布測工作中?？沼騾f(xié)調(diào)的作用是為無人機(jī)低空遙感測繪系統(tǒng)提供更加適宜的應(yīng)用空間[2]。

2.2 被測區(qū)域航線規(guī)劃步驟

航線是無人機(jī)低空遙感測繪系統(tǒng)的主要運行參照。因此，在該步驟中，應(yīng)該嚴(yán)格按照系統(tǒng)的應(yīng)用要求規(guī)劃出合理的航線，保證航向、覆蓋區(qū)域的準(zhǔn)確性和全面性。

2.3 航空遙感與質(zhì)量檢驗步驟

航空遙感是獲取被測區(qū)域遙感數(shù)據(jù)信息資料的關(guān)鍵步驟。為了保證數(shù)據(jù)質(zhì)量與后續(xù)使用要求相符，應(yīng)該嚴(yán)格遵循系統(tǒng)的操作要求和相關(guān)規(guī)范完成遙感信息的獲取過程。當(dāng)從該步驟中獲得原始影像資料之后，需要對影像質(zhì)量進(jìn)行檢驗。若檢驗結(jié)果顯示原始影像質(zhì)量不合格，則應(yīng)該在合理分析問題產(chǎn)生原因的基礎(chǔ)上，重新規(guī)劃航線，再次進(jìn)行測繪。若原始影像質(zhì)量合格，則可以進(jìn)行后續(xù)步驟的處理工作。

2.4 航帶整理與畸變改正步驟

航帶整理步驟的作用主要是將各類遙感信息整合起來，獲得更加直觀的被測區(qū)域數(shù)據(jù)信息。若在該環(huán)節(jié)中發(fā)展某些數(shù)據(jù)存在問題，則需要及時對其開展畸變改正，優(yōu)化所有數(shù)據(jù)資料的質(zhì)量。

2.5 像控網(wǎng)優(yōu)化及像控點處理步驟

由于被測區(qū)域基礎(chǔ)地形條件及某些不確定因素的影響下，像控網(wǎng)的應(yīng)用常常會產(chǎn)生不適應(yīng)問題。對此，應(yīng)該根據(jù)實際情況及時對像控網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。當(dāng)優(yōu)化工作結(jié)束之后，應(yīng)該結(jié)合被測區(qū)域開展像控點的采集和立體測量活動[3]。

2.6 模型處理步驟

這個步驟的處理對象是基于無人機(jī)低空遙感測繪系統(tǒng)自動空三的三維立體模型。該步驟為最終測繪成品的形成奠定了模型基礎(chǔ)。

2.7 DLG產(chǎn)品生成步驟

基于無人機(jī)低空遙感測繪系統(tǒng)的DLG產(chǎn)品生成流程如圖1所示。從圖1可知，除了常規(guī)生成環(huán)節(jié)之外，補(bǔ)測工作與調(diào)繪工作也會對后續(xù)DLG產(chǎn)品的質(zhì)量產(chǎn)生一定影響。

圖1 基于無人機(jī)低空遙感測繪系統(tǒng)的DLG產(chǎn)品生成流程圖

2.8 DOM獲取步驟

DOM的獲取流程如圖2所示。

圖2 基于無人機(jī)低空遙感測繪系統(tǒng)的DOM獲取

3 無人機(jī)低空遙感測繪作業(yè)測繪作業(yè)的主要質(zhì)量控制要點

為了保證測繪工作質(zhì)量，在利用無人機(jī)低空測繪系統(tǒng)開展測繪作業(yè)時，需要對以下幾種質(zhì)量控制要點加以重視：

3.1 航攝質(zhì)量控制要點

在實際的測繪作業(yè)中，航攝質(zhì)量的檢查對象主要包含以下幾種：①基于影像質(zhì)量的航攝質(zhì)量控制要點檢查：影像是否存在錯位問題、影像的色調(diào)與反差等參數(shù)與使用要求是否契合、影像清晰度；②基于飛行的航攝質(zhì)量控制要點檢查：航空器的行高變化、所得像片角度是否小于限差要求。

3.2 像控布網(wǎng)質(zhì)量控制要點

在該部分中，主要的質(zhì)量控制要點集中在以下幾部分中：①像控選點部分。為了保證像控選點的合理性，應(yīng)該保證點位目標(biāo)清晰度、刺點點位與被測區(qū)域?qū)嵉啬繕?biāo)一致性、像片控制點與旁向重疊中線位置的重合性。②像控布網(wǎng)環(huán)節(jié)部分。為了保證最終布網(wǎng)質(zhì)量符合測繪作業(yè)要求，應(yīng)該保證布點密度合理、布點防御與被測區(qū)域地質(zhì)地形條件相符。③像控點采集部分。該部分是整個像控布網(wǎng)過程的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)。其質(zhì)量控制要點在于：基于無人機(jī)低空遙感測繪系統(tǒng)的檢驗精度與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求相符、像控點測量方法可操作程度符合實際要求等。

3.3 航線質(zhì)量控制要點

這種控制要點發(fā)生在無人機(jī)低空遙感測繪作業(yè)的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)中。其具體的控制對象主要包含以下幾種：

3.3.1 區(qū)域覆蓋對象

無人機(jī)低空遙感測繪系統(tǒng)在被測區(qū)域方面的要求為完整覆蓋整個區(qū)域。因此，在實際的測繪作業(yè)中，需要對覆蓋情況加以檢測。除此之外，地形高差參數(shù)也會對最終測繪質(zhì)量產(chǎn)生一定的影響。無人機(jī)低空遙感測繪系統(tǒng)的以往應(yīng)用經(jīng)驗表明，當(dāng)系統(tǒng)攝影航高參數(shù)為地形高差參數(shù)的六倍時，所獲測繪數(shù)據(jù)的精度最高、質(zhì)量最好。因此，測繪人員需要加強(qiáng)對上述兩種參數(shù)是否屬于六倍關(guān)系進(jìn)行檢測。

3.3.2 地面分辨率對象

就該對象而言，無人機(jī)低空遙感測繪系統(tǒng)的地面分辨率參數(shù)設(shè)置情況如表1所示。當(dāng)無人機(jī)低空遙感測繪系統(tǒng)的測圖比例尺數(shù)據(jù)確定之后，測繪人員需要嚴(yán)格按照二者之間的對照關(guān)系進(jìn)行參數(shù)設(shè)定。

表1 無人機(jī)低空遙感測繪系統(tǒng)的地面分辨率設(shè)置參照

3.3.3 像片重疊度對象

這種對象是針對被測區(qū)域的最高位置而言的。為了保證該對象的控制質(zhì)量，應(yīng)該將像片的旁向重疊度范圍設(shè)置在30～60%之間；將像片的航向重疊度參數(shù)的范圍設(shè)置為60～80%之間。

3.3.4 航線走向?qū)ο?/p>

相對于航線部分的其他對象而言，航線走向?qū)ο髥栴}產(chǎn)生的影響更加廣泛。因此，在根據(jù)具體的測繪區(qū)域確定出航線走向之后，應(yīng)該加強(qiáng)對航線走向的檢查。當(dāng)發(fā)現(xiàn)整個航線規(guī)劃區(qū)域中存在主點落水等不良問題時，應(yīng)該理科根據(jù)被測區(qū)域重新規(guī)劃航線，提升航線走向設(shè)定的合理性水平。

3.3.5 攝影基面對象

攝影基面是指無人機(jī)低空遙感測繪系統(tǒng)對被測區(qū)域之間的攝影位置參數(shù)。由于該參數(shù)直接影響后續(xù)測繪數(shù)據(jù)的形成，因此需要注重攝影基面設(shè)置合理性的檢查。

3.4 立體測圖質(zhì)量控制要點

為了保證無人機(jī)低空遙感測繪作業(yè)的立體測圖質(zhì)量，需要對以下幾方面加以重視：①空間地理信息屬性特征。在實際的立體測圖過程中，測繪人員需要對這類信息屬性特征的準(zhǔn)確性加以重視；②地形要素。地形要素是基于無人機(jī)低空遙感測繪系統(tǒng)的立體測圖環(huán)節(jié)的關(guān)鍵要素之一。在實際測圖過程中，需要重視該要素本身選擇、空間位置以及表達(dá)方法是否正確。

4 結(jié)論

無人機(jī)低空遙感測繪作業(yè)中主要包含資料收集、航線規(guī)劃、遙感信息獲取與處理、生成DLG產(chǎn)品與DOM等。為了保證無人機(jī)低空遙感測繪系統(tǒng)的應(yīng)用質(zhì)量，需要對攝影基面、立體測圖、像片重疊度等質(zhì)量控制要點的檢查工作加以重視。

[1]汪 沛，羅錫文，周志艷，臧 英，胡 煉.基于微小型無人機(jī)的遙感信息獲取關(guān)鍵技術(shù)綜述[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2014，18：1～12.

[2]劉 洋.無人機(jī)傾斜攝影測量影像處理與三維建模的研究[D].東華理工大學(xué)，2016.

[3]朱大康.無人機(jī)低空攝影測量影像質(zhì)量控制的研究[D].東華理工大學(xué)，2016.

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2095-2066（2016）35-0132-02

2016-12-2