基于無人機(jī)航測(cè)的宿遷學(xué)院正射影像圖制作

徐歡

摘 要：隨著無人機(jī)技術(shù)的發(fā)展，在測(cè)繪領(lǐng)域有著不可代替的作用，相較于傳統(tǒng)大地測(cè)量模式，測(cè)繪無人機(jī)已經(jīng)成為測(cè)繪行業(yè)發(fā)展的主力軍，其具有作業(yè)靈活、效率高、精度高、作業(yè)成本低等特點(diǎn)，當(dāng)前利用無人機(jī)快速獲取影像數(shù)據(jù)，利用Inpho軟件對(duì)圖像進(jìn)行處理，制作正射影像圖，已成為一種趨勢(shì)。文章基于無人機(jī)航測(cè)技術(shù)，制作宿遷學(xué)院1：2000正射影像，為校區(qū)建設(shè)、規(guī)劃提供技術(shù)支持。

關(guān)鍵詞：無人機(jī)；正射影像圖；像片控制測(cè)量；空三加密

中圖分類號(hào)：V243.5 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2018）34-0063-03

Abstract： With the development of unmanned aerial vehicle （UAV） technology， it plays an irreplaceable role in the field of surveying and mapping. Compared with the traditional geodetic model， the surveying and mapping of unmanned aerial vehicle has become the main force in the development of surveying and mapping industry. It has the characteristics of flexible operation， high efficiency， high accuracy， low operating cost and so on. At present， it has become a trend to use UAV to acquire image data quickly， to use Inpho software to process the image and to produce orthophoto map. Based on the aerial survey technology of unmanned aerial vehicle （UAV）， this paper makes 1：2000 orthophoto image of Suqian College， and provides technical support for the construction and planning of the campus.

Keywords： unmanned aerial vehicle （UAV）； orthophotography； photo control measurement； air three encryption

引言

隨著測(cè)繪技術(shù)的不斷更新和發(fā)展，無人機(jī)航測(cè)技術(shù)已經(jīng)逐步取代傳統(tǒng)的測(cè)量技術(shù)，成為主流測(cè)量手段。相較于傳統(tǒng)的測(cè)量技術(shù)，無人機(jī)航測(cè)有著不可比擬的優(yōu)勢(shì)，作業(yè)效率高、成本低、靈活性強(qiáng)等。因此，基于無人機(jī)的低空攝影測(cè)量成為研究的熱點(diǎn)，并具有廣闊的發(fā)展前景和應(yīng)用前景[1]。正射影像具有幾何精度高、信息豐富、直觀性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用范圍較廣，因此利用無人機(jī)航測(cè)制作正射影像圖成為必然發(fā)展趨勢(shì)。本文基于無人機(jī)航測(cè)技術(shù)，利用Inpho軟件對(duì)圖像進(jìn)行處理，制作宿遷學(xué)院1：2000正射影像。

1 概述

測(cè)區(qū)位于江蘇省宿遷市宿城區(qū)，地處北緯33.96°，東經(jīng)118.3°，北起楊公路，南至學(xué)院路，西臨古黃河，東至黃河南路，測(cè)區(qū)面積接近1平方千米。地處平原地區(qū)，地形平坦，高差起伏不大，測(cè)區(qū)地面高程約為26m。

為了更好的獲取質(zhì)量較高的影像，選取較晴好的天氣以及適合的季節(jié)進(jìn)行航測(cè)，外業(yè)無人機(jī)操作的時(shí)候，選取相對(duì)比較空曠的區(qū)域，盡量遠(yuǎn)離高壓線、水池、電線桿、樹木等，給與無人機(jī)的起飛留有一定的余地。本次外業(yè)航攝，選擇天氣較為晴好且無風(fēng)的情況下，進(jìn)行工作，獲取的資料的環(huán)境比較理想。本次航攝采用云圖F7無人機(jī)搭載索尼a7R數(shù)碼相機(jī)進(jìn)行航空攝影，獲取測(cè)區(qū)低空攝影測(cè)量影像。

2 無人機(jī)航空攝影

2.1 航區(qū)任務(wù)的設(shè)置

本次航區(qū)任務(wù)是掌握無人機(jī)低空攝影測(cè)量系統(tǒng)外業(yè)作業(yè)流程，熟悉Inpho軟件空三加密操作、并對(duì)空三原理進(jìn)行研究，制作宿遷學(xué)院1：2000數(shù)字正射影像圖。測(cè)區(qū)范圍是以宿遷學(xué)院為中心，東至黃河南路，西至古黃河，北至楊公路，南至學(xué)院路，由于測(cè)區(qū)區(qū)域范圍比較小，外業(yè)用時(shí)較少，飛行高度低，無需進(jìn)行空域申請(qǐng)。

2.2 測(cè)區(qū)已有資料

測(cè)區(qū)內(nèi)已有11個(gè)控制點(diǎn)，全部為E級(jí)GPS點(diǎn)。平面坐標(biāo)均為1980國家大地坐標(biāo)系，中央子午線經(jīng)度為118°30′，高程為1985國家高程基準(zhǔn)。

2.3 航線設(shè)置及規(guī)劃

根據(jù)作業(yè)任務(wù)，利用地面監(jiān)控站對(duì)測(cè)區(qū)進(jìn)行技術(shù)參數(shù)設(shè)計(jì)，設(shè)置航高。根據(jù)以下公式算出航高H。

由于測(cè)圖比例尺與航攝比例尺之間具有對(duì)應(yīng)關(guān)系，再根據(jù)相機(jī)檢校文件f=36.162691mm，成圖比例1：2000，即可算出航高在144m～216m。

結(jié)合測(cè)區(qū)情況，南北比東西長，因此設(shè)置南北方向飛。航攝季節(jié)冬春交，樹葉凋零最大限度保證了地物的可見性，航線的布設(shè)范圍盡量選擇在區(qū)域外圍或區(qū)域邊界線上。本次航線的分布范圍覆蓋整個(gè)測(cè)區(qū)，最北面航線的有效測(cè)圖范圍覆蓋到測(cè)區(qū)北面圍墻，最南面的有效測(cè)圖范圍覆蓋到南面圍墻，東面至黃河南路邊界，西至古黃河邊界。

3 作業(yè)流程

4 像片控制測(cè)量

航攝結(jié)束后，對(duì)飛行質(zhì)量包括像片航向重疊度（60%-80%）、旁向重疊度（35%-50%）、像片傾角（一般小于5°）、航線彎曲、像片旋角，航高變化POS數(shù)據(jù)進(jìn)行檢核，再對(duì)影像質(zhì)量包括清晰度，色調(diào)，是否能判別細(xì)小地物進(jìn)行檢核。

檢核完成，理論選點(diǎn)位置確保邊緣像片控制點(diǎn)至少3張重疊，中間像片控制點(diǎn)6張重疊。以281像片的Z01號(hào)控制點(diǎn)為例（7張像片重疊），如圖2-圖8所示。

本項(xiàng)目共選用了49個(gè)控制點(diǎn)，如圖9。

5 利用Inpho軟件進(jìn)行空三測(cè)量處理

利用現(xiàn)有及收集到的資料，航攝像片，POS數(shù)據(jù)，控制點(diǎn)數(shù)據(jù)，都準(zhǔn)備好后用Inpho軟件開始空三處理。

處理流程如下：

（1）新建工程

（2）添加相機(jī)參數(shù)

（3）導(dǎo)入航攝像片

（4）導(dǎo)入POS數(shù)據(jù)

（5）導(dǎo)入控制點(diǎn)數(shù)據(jù)

（6）航線生成

（7）生成影像金字塔

（8）多像片控制點(diǎn)測(cè)量

（9）平差處理

6 制作正射影像圖

對(duì)生成的正射影像圖用Arcmap進(jìn)行整飾、修復(fù)拼接線、裁剪等。

7 結(jié)束語

通過無人機(jī)進(jìn)行低空航攝，制作宿遷學(xué)院1：2000正射影像圖，能夠應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域。對(duì)于學(xué)校來說，在進(jìn)行招生宣傳時(shí)，也可作為學(xué)校宣傳資料，讓廣大的家長和學(xué)生能夠更好的了解本校。同時(shí)，正射影像可用于影像判讀、量測(cè)和專題制圖、為資源和環(huán)境調(diào)查研究服務(wù)，也可用于制作各種影像地圖和地圖更新。

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