無人機移動測量系統(tǒng)在重要基礎(chǔ)地理信息快速更新中的應(yīng)用

楊 明 牛海鵬 付 超

(江蘇省基礎(chǔ)地理信息中心，江蘇 南京 210008)

近年來，我國經(jīng)濟社會發(fā)展遇到了新的重大機遇,可以預(yù)計的是對基礎(chǔ)地理信息現(xiàn)勢性的需求越來越旺盛和緊迫[1]。隨著無人機遙感平臺傾斜攝影技術(shù)在三維模型的獲取方面的迅速，其應(yīng)用也越來越廣泛，該系統(tǒng)所展現(xiàn)出的巨大發(fā)展?jié)摿蛷V闊發(fā)展前景尤其突出，具有飛行成本低,便于推廣應(yīng)用，機動性、靈活性、安全性強，效率高、周期短，自動化水平高等優(yōu)勢[2]；經(jīng)過多年遙感影像等技術(shù)的發(fā)展，該技術(shù)具有成熟的算法支撐[4]，可在不受高度和陰云天氣影響的限制下，獲取多角度、高分辨率影像。本文在充分分析重要基礎(chǔ)地理信息及無人機移動測量系統(tǒng)特點的基礎(chǔ)上研究了無人機移動測量系統(tǒng)在重要基礎(chǔ)地理信息快速更新中的應(yīng)用，梳理了無人機測繪的整體作業(yè)流程及無人機數(shù)據(jù)處理流程。

1 重要基礎(chǔ)地理信息快速更新具體任務(wù)

1.1 具體任務(wù)

重要基礎(chǔ)地理信息主要包括諸如重要水系、大面積居民區(qū)、一級、二級國(省)道路、高速公路、重要管線、鎮(zhèn)級及以上境界與政區(qū)、鎮(zhèn)級及以上地名等重要基礎(chǔ)地理信息。在獲得更新區(qū)域源信息后需進行快速更新，在沒有高精度DOM支持的情況下，傳統(tǒng)的測量方法不能滿足快速更新的要求，無人機傾斜攝影技術(shù)作為當下發(fā)展較為成熟的技術(shù)方法可以快速的解決該問題。無人機移動測量系統(tǒng)進行快速更新的具體任務(wù)包括以下內(nèi)容：1)通過對已有資料的分析確定重要基礎(chǔ)地理信息待更新范圍；2)采用無人機移動測量系統(tǒng)進行重要基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)更新采集；3)對采集的數(shù)據(jù)編輯并進行拓撲及接邊檢查；4)采用人工及人機交互等方式檢查更新后數(shù)據(jù)；5)更新基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫。

1.2 更新要求

針對重要基礎(chǔ)地理信息對新增及變化部分進行全要素更新，未更新的要素與更新的要素應(yīng)合理銜接，保持關(guān)系協(xié)調(diào)。要素更新時，歸其所屬的屬性也應(yīng)更新；更新后數(shù)據(jù)庫的數(shù)學(xué)坐標、數(shù)據(jù)精度、選取表達指標等，與原有數(shù)據(jù)庫保持一致；更新地物要素應(yīng)在協(xié)調(diào)合理表示的基礎(chǔ)上，反映出實地地物分布特征；更新數(shù)據(jù)處理時，應(yīng)處理好各要素的關(guān)系，保持協(xié)調(diào)一致的原則；要素不得自相交和重復(fù)采集；當一個實體用中心線表示時，應(yīng)將所有的屬性放入中心線；注意保持要素層拓撲關(guān)系的合理性。

2 無人機數(shù)據(jù)采集流程

無人機遙感是利用無人機駕駛飛行器技術(shù)、遙感傳感器技術(shù)、遙測遙感技術(shù)、通訊技術(shù)、GPS差分定位技術(shù)和遙感應(yīng)用技術(shù)，具有自動化、智能化、專用化快速獲取國土、資源環(huán)境等空間遙感信息，完成遙感數(shù)據(jù)處理、建模和應(yīng)用分析的應(yīng)用技術(shù)。對于鐵路、水系等移動測量系統(tǒng)難以完成測量的區(qū)域可采用無人機獲取更新區(qū)域內(nèi)的無人機遙感影像。無人機遙感系統(tǒng)整體作業(yè)流程見圖1。

無人機航空攝影的主要流程為成果圖需求分析、航線設(shè)計、飛行場地選擇、飛行前檢查、數(shù)據(jù)預(yù)處理、航攝質(zhì)量檢查、航攝資料整理等步驟[5]。主要工作為收集工作區(qū)地理、氣象、機場分布、重點軍事目標區(qū)分布等基礎(chǔ)資料，結(jié)合以往的工作經(jīng)驗，開展飛行申報、飛行場地踏勘、協(xié)調(diào)保障等工作。結(jié)合工作區(qū)地形、地貌特點，進行合理的航攝設(shè)計。擬選經(jīng)驗豐富的無人機飛行機組人員，開展無人機遙感數(shù)據(jù)獲取工作。在獲取無人機遙感數(shù)據(jù)后需進行數(shù)據(jù)處理以獲取符合生產(chǎn)要求的數(shù)據(jù)，具體處理流程見圖2。

3 數(shù)據(jù)檢查與更新

首先進行內(nèi)業(yè)檢查，根據(jù)相應(yīng)的數(shù)據(jù)標準及數(shù)據(jù)更新方案進行要素屬性、幾何類型及其他檢查，比如線或面是否有冗余節(jié)點、要素是否合乎數(shù)據(jù)標準中的幾何定義。內(nèi)業(yè)檢查結(jié)束后需再到實地對變化要素進行核查、修改，內(nèi)業(yè)再將核查、修改的數(shù)據(jù)(圖形數(shù)據(jù)及屬性數(shù)據(jù))進行采集、編輯、修改及入庫。入庫后的數(shù)據(jù)需對編輯的數(shù)據(jù)進行相應(yīng)檢查，以滿足數(shù)據(jù)入庫要求，檢查主要包括圖形檢查、屬性檢查、拓撲檢查、代碼檢查、重疊點檢查、懸掛點檢查、清除偽節(jié)點、圖幅接邊檢查等8項內(nèi)容。

4 結(jié)語

1)本文在充分分析無人機移動測量系統(tǒng)特點的基礎(chǔ)上研究了無人機移動測量系統(tǒng)在重要基礎(chǔ)地理信息快速更新中的應(yīng)用。2)詳細介紹了無人機移動測量系統(tǒng)的整體作業(yè)流程及無人機數(shù)據(jù)處理流程。3)詳細介紹了重要基礎(chǔ)地理信息快速更新的具體任務(wù)、更新要求及數(shù)據(jù)檢查內(nèi)容。研究結(jié)果對類似工程具有一定的指導(dǎo)作用。

參考文獻：

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[5] 劉 瓊,倪國強,周生兵.圖像配準中幾種特征點提取方法的分析與實驗[J].光學(xué)技術(shù)，2007，33(1)：62-64.