基于無人機遙感技術(shù)的DOM生產(chǎn)探討

鄒志鴻

摘要：本文首先介紹了無人機遙感的發(fā)展現(xiàn)狀及其優(yōu)越性，并結(jié)合貴州省農(nóng)村土地承包經(jīng)營權(quán)確權(quán)登記工利用無人機來生產(chǎn)1：2000數(shù)字正射影像圖的需要，詳細(xì)介紹了利用無人機生產(chǎn)大比例尺數(shù)字正射影像圖（DOM）的作業(yè)過程，并在此基礎(chǔ)上介紹了控制數(shù)字正射影像圖（DOM）成果質(zhì)量的關(guān)鍵因素。

關(guān)鍵詞：無人機;遙感;DOM;生產(chǎn)

1.引言

無人機遙感（ UAV remote sensing，UA-VRS）是利用先進(jìn)的無人機飛行器技術(shù)，遙感傳感器、遙測遙控、通信、POS定位定姿、GPS差分定位等遙感應(yīng)用技術(shù)，快速獲取國土、資源、環(huán)境、事件等空間遙感信息，并進(jìn)行實時處理、建模和分析的新興航空遙感技術(shù)解決方案[1]。經(jīng)過多年的發(fā)展，應(yīng)用該項技術(shù)來獲取數(shù)據(jù)已經(jīng)相對比較成熟，其飛行模式已經(jīng)由最初的彈射模式、手拋模式、滑翔降落、傘降模式發(fā)展為垂直起降加固定翼工作模式，尤其在山區(qū)作業(yè)，更能顯現(xiàn)其優(yōu)越性，無人機遙感較其他數(shù)據(jù)獲取模式優(yōu)越性主要體現(xiàn)在以下方面：

（1）操作簡單、成本較低。目前市場上所銷售的各種型號的無人機，其操作是越來越自動化、智能化、人性化，作為普通人員基本上學(xué)習(xí)1天～2天就可以實現(xiàn)獨立作業(yè)，無需像以前還需要進(jìn)行很專業(yè)的操控培訓(xùn)，飛機的組裝更為簡單，成本也較以前有大幅度的降低。

（2）相應(yīng)速度快，成果質(zhì)量高。無人機作業(yè)在天氣條件允許的情況下，可以快速的進(jìn)入作業(yè)模式，從到達(dá)作業(yè)區(qū)到開始作業(yè)最快幾分鐘就可以開始作業(yè)，且飛行較為靈活。無人機遙感對起飛場地要求較低，工作方式靈活、快捷，能迅速響應(yīng)拍攝任務(wù)，數(shù)據(jù)采集速度快[2]。在數(shù)據(jù)質(zhì)量方面，由于其可以在地形條件允許的情況下盡可能降低飛行高度，以便獲取更高分辨率的影像數(shù)據(jù)，目前可獲取優(yōu)于O.lm的影像數(shù)據(jù)。

由于無人機遙感在數(shù)據(jù)獲取方面具有其獨特的優(yōu)越性，目前已廣泛地應(yīng)用于國土、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、應(yīng)急救災(zāi)、交通、環(huán)保等領(lǐng)域，應(yīng)用前景十分廣闊。在地貌以山地和山間平壩地形為主的貴州其表現(xiàn)更為突出，在貴州農(nóng)村土地承包經(jīng)營權(quán)確權(quán)登記的基礎(chǔ)調(diào)查圖件準(zhǔn)備工作中，得到廣泛應(yīng)用。

2.制作無人機數(shù)碼數(shù)字正射影像圖（DOM）的流程

農(nóng)村土地承包經(jīng)營權(quán)確權(quán)登記項目，要求以1：2000數(shù)字正射影像圖（DOM）套合行政界線和村組界線，以村組為單位人戶開展調(diào)查。下面主要介紹其生產(chǎn)的主要過程及步驟。

2.1前期準(zhǔn)備

在外業(yè)飛行之前，收集與航空攝影測量相關(guān)的項目區(qū)資料及圖件，申報航空攝影測量飛行空域，選擇晴好天氣進(jìn)行航飛。并根據(jù)成果資料的要求，提前規(guī)劃設(shè)計好飛行航線以及飛行高度等內(nèi)容。

2.2外業(yè)飛行及控制工作

在外業(yè)飛行時，應(yīng)注意飛行安全以及飛行質(zhì)量，完成飛行任務(wù)后，應(yīng)在外業(yè)第一時間對飛行成果進(jìn)行初步檢查，對出現(xiàn)漏飛和影像質(zhì)量差的情況應(yīng)及時進(jìn)行補充。外業(yè)像控應(yīng)布設(shè)在明顯地物上，方便內(nèi)業(yè)處理。

2.3內(nèi)業(yè)數(shù)字正射影像圖（DOM）生產(chǎn)

主要介紹一下DOM內(nèi)業(yè)生產(chǎn)的相關(guān)流程和步驟。

（1）空三加密

空三加密工作通常采用INpHO數(shù)字?jǐn)z影測量處理系統(tǒng)的MATCH-AT空三模塊，通過光束區(qū)域網(wǎng)整體平差，得到加密點坐標(biāo)成果及相片外方位元素。空三加密的工藝流程如下圖1所示。

空中三角測量加密的所有控制點的精度應(yīng)滿足：相對定向連接點上下視差中誤差不大于2/3個像素，最大殘差不大于4/3個像素。內(nèi)業(yè)加密點對附近野外控制點的平面位置中誤差、高程中誤差不應(yīng)超過表1規(guī)定。

（2）數(shù)字高程模型（DEM）與數(shù)字正射影像圖（DOM）生產(chǎn) 在INpHO軟件系統(tǒng)中，導(dǎo)人空三成果恢復(fù)立體模型，利用系統(tǒng)的自動匹配功能，生成高精度的數(shù)字表面模型（DSM），并設(shè)置參數(shù)進(jìn)行保留山體、去除房屋、提取水域等，同時導(dǎo)人采集的特征點、線文件，對DSM進(jìn)行修正得到反映地面特征的DTM數(shù)據(jù);對模型DTM進(jìn)行編輯及自動拼接生產(chǎn)作業(yè)區(qū)域DEM數(shù)據(jù)。

利用DEM成果對原始影像進(jìn)行正射糾正，通過自動生成的鑲嵌線對整個測區(qū)的模型正射影像進(jìn)行無縫拼接，對測區(qū)數(shù)字正射影像圖（DOM）進(jìn)行調(diào)色處理，之后按照項目要求進(jìn)行1：2000分幅裁切、圖廓整飾，形成標(biāo)準(zhǔn)分幅數(shù)字正射影像圖（DOM）數(shù)據(jù)成果。數(shù)字正射影像圖（DOM）生產(chǎn)過程如下圖2所示。

3.影響數(shù)字正射影像圖（DOM）成果質(zhì)量的因素

在以無人機獲取航飛影像來生產(chǎn)數(shù)字正射影像圖（DOM）的作業(yè)過程中，每個步驟都會影響到成果質(zhì)量，下面介紹幾項主要影響因素：

3.1外業(yè)飛行質(zhì)量

外業(yè)飛行數(shù)據(jù)是制作數(shù)字正射影像圖（DOM）最原始的數(shù)據(jù)，其質(zhì)量好壞直接影響成果質(zhì)量。所以要求我們在飛行過程中嚴(yán)格按照無人機飛行作業(yè)要求，選擇合適的作業(yè)時間以及航線規(guī)劃等內(nèi)容，這樣才能獲取最佳質(zhì)量的外業(yè)飛行數(shù)據(jù)。

3.2像控點的采集質(zhì)量

像控點的質(zhì)量是決定數(shù)字正射影像圖（DOM）成果位置精度的至關(guān)因素，所以像控點采集一定要采集在明顯地物上且高程信息變化不是很大的區(qū)域，且像控成果要經(jīng)過檢驗確保無誤后才能用于工作中。

3.3鑲嵌線的處理

由于在數(shù)字正射影像圖（DOM）生產(chǎn)過程中，其成果是由多張影像拼接而成，如果直接進(jìn)行融合處理，數(shù)字正射影像圖（DOM）成果將會存在大量的位置錯位的現(xiàn)象，這就要求作業(yè)人員在作業(yè)過程中必須對拼接線進(jìn)行嚴(yán)格的處理，確保影像在拼接線處合理過渡。

4.結(jié)束語

目前，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和軟硬件水平的提高，利用無人機進(jìn)行攝影測量的技術(shù)水平已經(jīng)大有提高，但是生產(chǎn)數(shù)字正射影像圖（DOM）的整體技術(shù)水平的自動化程度還不是很高，需要大量的人工干預(yù)。特別是農(nóng)村土地承包經(jīng)營權(quán)確權(quán)登記工作成果的準(zhǔn)確性涉及農(nóng)民的切身利益和社會穩(wěn)定，對數(shù)字正射影像圖（DOM）的精度要求較高。這就要求我們在相關(guān)的工作中，進(jìn)一步提高數(shù)字正射影像圖（DOM）的精度和自動化處理水平，生產(chǎn)出符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求的外業(yè)調(diào)繪工作底圖，服務(wù)于農(nóng)村土地承包經(jīng)營權(quán)確權(quán)登記工作。

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