大面積無人機地形測量研究

秦炳權(quán)

摘要：在科技水平逐漸增強的背景下，低空無人機攝影技術(shù)也不斷趨向于成熟，很多相關(guān)資料顯示，無人機地形的精準(zhǔn)度需要達到1：2000地形測量的要求，那么在本文中，就根據(jù)廣東某村莊的地形測量項目，充分分析了無人機大面積地形測量步驟，希望為相關(guān)工作的高效開展盡微薄之力。

關(guān)鍵詞：無人機;大比例尺地形圈;測量技術(shù);DEM

在本文中將以廣東村莊為例，詳細闡述無人機航測中，1：2000地形圖的繪制步驟。項目區(qū)域為" 1980西安坐標(biāo)系”和" 1985國家高程基準(zhǔn)”。此區(qū)域的測量步驟為無人機航拍、地形測量（包括四等控制測量、I級控制測量、像控測量、圖根測量、野外補測、外業(yè)調(diào)繪）、空三加密、地形圖制作（包括立體采集、數(shù)據(jù)編輯工序（1：2000比例尺一套））、DOM制作、DEM制作、質(zhì)檢驗收等工序。

一、航空攝影

本方所提村莊中的無人機設(shè)置了東西向的航程，航攝比例尺為1.23533，平均地面高度為1350m，其相對航高為650m.平均地面分辨率013m，滿足1：2000成圖要求。

（一）像控點布設(shè)及刺點

一像控點布設(shè)。在大面積無人機地形測量環(huán)節(jié)中，需要將像控點規(guī)劃為10～15范圍內(nèi)的線路中，在此側(cè)部再規(guī)劃為2～4范圍內(nèi)的線路規(guī)劃。規(guī)劃的像控點可對繪圖的過程做出精準(zhǔn)度的把控，確保繪圖中的各區(qū)域間的線段長度不存在誤差。需要將像控點刺在航向及旁向重疊有5-6張像片的區(qū)域內(nèi)。二像控點編號原則：測段像控點編號原則“GP+航片號四位+點序號”。三是在像控點規(guī)劃環(huán)節(jié)結(jié)束后，將像控點規(guī)劃圖進行完善，并將這些規(guī)劃圖確定為隱密信息，請相關(guān)部門通過安全密碼鎖的設(shè)置將隱密信息進行妥善保管。以達成三加密信息化匯集信息的標(biāo)準(zhǔn)。

（二）像控點的刺點及整飾情況

在實體的測量現(xiàn)場中，實際的刺點誤差及其刺孔的直徑測量圖小于0.1毫米，同時還體現(xiàn)出無刺透的狀態(tài)。點位體現(xiàn)條理化，示意圖也完善清晰，也就是說刺孔、略圖和點位都與現(xiàn)場點位的體現(xiàn)相應(yīng)性。一是在所建立的地形測量圖中，A面以彩色直徑為7毫米的圓點來對像控點做出了標(biāo)記，并將點號也做出標(biāo)注。二是在圖片的B面以鉛筆建立占位略圖并對其中的具有高度可利用的點做出信息備注和標(biāo)記。

（三）像控點測量

像控點坐標(biāo)可以使用全站儀、RTK等常規(guī)儀器進行測繪。像控點的精度和施測要求參照常規(guī)航測外業(yè)規(guī)范執(zhí)行。該次像控點測量采用雙頻.GPs接收機，已知控制點為加密的一級GPS控制點。為保證像控點測量成果的可靠性，在全部像控點測量完畢后再收參考站。施測現(xiàn)場對點位進行拍照并制作成點位信息表供內(nèi)業(yè)加密使用。將檢查合格后的像控點數(shù)據(jù)進行處理，基線處理采用Compass靜態(tài)處理專業(yè)版軟件，得到該村片區(qū)像控成果。

二、空中三角測量

一是在對指定外控點進行測量過程中，需要先對測區(qū)外圍的六處像控點做出平差處理，其余像控點就需要借助預(yù)測性，對指定測量區(qū)進行查找，以實現(xiàn)高效率測量。在通常情況下，對于外控點的測量都應(yīng)當(dāng)由技術(shù)人員做出操作，并由相關(guān)部門的技術(shù)人員對測量數(shù)據(jù)及其和測量做出質(zhì)檢。二是借助戶外測量流程來對后續(xù)的相關(guān)計算傳遞控制點以做參考。強化三加密方面的精準(zhǔn)性，借助戶外測量流程傳遞的實測高程點對三加密的精準(zhǔn)性做出試檢。三是在測量環(huán)節(jié)結(jié)束后，需要對所計算出的平差做出開解，在具體操作中，應(yīng)當(dāng)將物方標(biāo)準(zhǔn)方差權(quán)進行擴展，并將粗差全面清除。在此基礎(chǔ)上在將物方權(quán)進行恢復(fù)，以保證粗差得到全面探測，四是對相應(yīng)的權(quán)值做出平差。智能終端設(shè)備中DPGrid系統(tǒng)中的空三模塊屬于專業(yè)的自動化軟件，那么DPGrid系統(tǒng)通常會結(jié)合完善的航線數(shù)據(jù)圖，來對測量區(qū)域整體做出自主融合，在此基礎(chǔ)上再借助自主挑選步驟將粗差明顯冗余的像點全面清除，之后，再對各鏈接處重新設(shè)置，并結(jié)合相應(yīng)的控制點來對平差做出開解，直至設(shè)置密碼環(huán)節(jié)的結(jié)束，給出數(shù)據(jù)。

三、DEM制作

第一結(jié)合專項參考信息，來對以往的航攝圖片進行參考，并對其中有價值的圖片歸入到信息匯集資料中，之后，再通過對圖片內(nèi)容的參考建立核線影像。第二智能終端設(shè)備中的專項系統(tǒng)會自性的來對立體化的離散點做出相應(yīng)的融合，以此將指定測量區(qū)域的DSM進行全面獲取。第三其實借助自動濾波就能夠獲取到DEMo盡管借助DPGrid系統(tǒng)對立體化的離散點做出了融合，然而因為測量現(xiàn)場地形的復(fù)雜性和各種設(shè)施的干擾和阻擋，使得航攝和測量過程不能實現(xiàn)有序進行。因此在具體作業(yè)中，要想強化DEM的精準(zhǔn)性，就應(yīng)當(dāng)借助人力資源將DEM做出重新設(shè)置。

四、1：2000地形圖制作

借助DEMT技術(shù)將DOM做出比對，在此基礎(chǔ)上再建立全面、相應(yīng)的區(qū)域地形圖。最后將實測圖片傳遞到Virtuozo專業(yè)軟件中建立測量圖，并保證此圖內(nèi)容的完善性。結(jié)合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和專業(yè)樣本，來對地面指定區(qū)的信息做出匯集。戶外工作技術(shù)人員借助固用的繪圖樣本和參數(shù)，來對指定區(qū)域做出測量和復(fù)測

五、無人機航攝影像成圖精度

借助現(xiàn)代先進的GPS技術(shù)，來對測量現(xiàn)場外業(yè)檢查的相關(guān)信息做了匯集。從此測量區(qū)中的航攝影像中抽取了4幅圖，這些圖片占到總量的1/10，從這圖片中了解到，所要進行檢查的區(qū)域有近80個。通過對這些區(qū)域圖片中坐標(biāo)與具體測量坐標(biāo)的比對。結(jié)合數(shù)學(xué)專業(yè)知識，核算出這兩個坐標(biāo)的及高程差值。結(jié)合專用公式算出各個檢查區(qū)域的繪圖誤差。通過精準(zhǔn)計算了解到，測量區(qū)域的平面點誤差為0.72m，高程中誤差為0.69m。結(jié)合這些數(shù)據(jù)來將誤差規(guī)劃圖做出建立和完善。構(gòu)建這樣的繪圖能夠?qū)Ω鱾€檢查區(qū)的誤差規(guī)劃做出形象化的了解和掌握。能夠充分總結(jié)出總體誤差中的大部分都會集中于0～0.8m范圍內(nèi)，其平面精度與1：2000測量圖的建立標(biāo)準(zhǔn)具有切合性。除此之外，專業(yè)技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將結(jié)合相關(guān)信息數(shù)據(jù)所建立的測量圖與既定的1：2000地形圖在CASS中做出對比。

六、結(jié)語

在本文中，先對無人機的特點做出了明確和探討，也對低空拍攝設(shè)備使用規(guī)范和無人機航測系統(tǒng)測繪1：2000地形圖的具體工作流程做出了闡述，還對最終生成的地形圖進行了精度評定，基本滿足1：2000地形圖的精度要求。

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