無人機與CORS技術(shù)在農(nóng)村管網(wǎng)測繪項目中的應(yīng)用

胡軍軍

摘要：伴隨著科技的進步，衍生出無人機航測、CORS等先進設(shè)備，該設(shè)備有著較強的通視力，在一定程度上改善了原先測量局面。如果對此能夠合理利用，進行優(yōu)化組合的配置方式，能夠使用無人機航測快速獲取測量目標(biāo)信息，精準(zhǔn)實現(xiàn)目標(biāo)區(qū)域高精度以及DOM、DLG的優(yōu)勢，也可以使用CORS技術(shù)，很快的了解地域平面坐標(biāo)，深入了解高程數(shù)值的優(yōu)勢，實現(xiàn)技術(shù)之間的彌補。基于此，在這篇文章當(dāng)中，以某農(nóng)村村內(nèi)供水管網(wǎng)測繪項目為典例，以試點項目為主要內(nèi)容，取得良好效果。

關(guān)鍵詞：無人機;CORS技術(shù);測繪

引言

在原有的農(nóng)村供水管網(wǎng)測繪項目中，房屋建筑比較多，雜糅建筑比較豐富，加大了測量難度，導(dǎo)致工作效率較低，后來科技研發(fā)出了“無人機+CORS”組合測繪技術(shù)。在經(jīng)過試點和實際運用過程中，這類型技術(shù)能有效提升工作效率，對地域的平臺繪制較為精準(zhǔn)，可提供大量的信息，能夠有效促進外業(yè)測繪周期的縮短、進一步提升測繪服務(wù)質(zhì)量、優(yōu)化管網(wǎng)設(shè)計。

1 “無人機+CORS”組合測繪技術(shù)

本文中，“無人機+CORS”組合測繪技術(shù)使用的具體作業(yè)流程為：先接受任務(wù)→制定一份科學(xué)的作業(yè)技術(shù)設(shè)計書→按照地域方式進行控點布設(shè)→像控點及道路高程點測量（基于CORS技術(shù)）→無人機航飛→空三加密→構(gòu)建地面模型→生成正射影像→制作線畫圖→外業(yè)調(diào)繪→制作1∶500地形圖→做出質(zhì)量檢查→提交成果。

2 工程案例應(yīng)用

2.1 工程概況

在2018年4月時，我單位投標(biāo)天津市寶坻區(qū)，為該區(qū)域農(nóng)村供水管網(wǎng)測繪項目進行工作，這一項目要求在一個月時間內(nèi)完成6個鄉(xiāng)鎮(zhèn)總計140個村莊的地形視域圖，按照1∶500的比例進行繪制，做出報告并提交成果。測繪內(nèi)容極為豐富，不僅包含村內(nèi)地域的道路地勢、地形，按照建筑的分布情況劃塊表示，便于該單位按照地域進行管網(wǎng)設(shè)計，最后設(shè)計出的結(jié)果：6個鄉(xiāng)鎮(zhèn)區(qū)域分布圖如圖1所示，主要分布于寶坻主城區(qū)周圍，每個鄉(xiāng)村城鎮(zhèn)村落大小不一，分布點較為分散，一些村落交通情況不良。在測量地貌時，發(fā)現(xiàn)地貌為平原地區(qū)地形起伏不大，高程約為4m左右，年均降雨量約450mm。

2.2 項目實施

本工程涉及村落范圍高達140個，不能逐一在文章當(dāng)中介紹，本文以A村例，將“無人機+CORS”組合測繪技術(shù)的實施過程介紹如下：

（1）無人機航測

1）像控點布置

A村地域面積約為0.62km²，建筑走向為西北—東南，長約800m，寬約800m。按照A村的實際情況進行地域布控，設(shè)4個像控點;像控點布置方式為地面粉刷，置成白色圓形圖斑形式;把4個像控點空間位置沿測繪范圍邊界布設(shè)，能夠有效提升A村的正射影像精度。像控點三維坐標(biāo)基于天津CORS系統(tǒng)進行人工采集（GPS接收機采用南方S86型號）。

2）無人機航飛

A村無人機航飛飛行平臺為大疆Inspire 2無人機，該機型單架次飛行時間設(shè)定為20min，最高的飛行速度105km/h;航攝儀為禪思X4航攝儀，2400萬像素（5472*3648）。在飛機進行飛行之前，應(yīng)當(dāng)設(shè)置飛機的規(guī)格和制式，比如說航飛范圍、飛機的參數(shù)、規(guī)劃航線等等，然后再去攝影。本次A村航飛高度120m，航向重疊度80%，旁向重疊度75%，總計拍攝照片346張。航飛及高程點數(shù)據(jù)采集投入人員3人。A村外業(yè)航飛、像控點與道路高程點坐標(biāo)采集共計耗時2h。

3）無人機內(nèi)業(yè)處理

無人機航測內(nèi)業(yè)處理軟件采用PIX4D設(shè)備，先設(shè)定各項數(shù)據(jù)，把影像數(shù)據(jù)、像控點數(shù)據(jù)、姿態(tài)數(shù)據(jù)等導(dǎo)入PIX4D先進行處理;然后按照測算標(biāo)準(zhǔn)進行刺點，在行為實施時，需要合理控制刺點范圍，若像控點距離像片邊緣小于2cm時則放棄刺點，來保證整體影像的拼接精度（本工程研究4個像控點之后，發(fā)現(xiàn)有一個像控點不符合上述要求，被禁止使用）。A村影像初始處理耗時19.5min，處理后的像主點出現(xiàn)一定的偏移。主要原因是由于拍照時間和GPS定位記錄時間存在誤差，使得航飛像片拼接的精度較高，但在絕對精度方面比較差?；诖?，無人機航飛作業(yè)需要引入地面像控點，能夠充分實現(xiàn)高精度的正射影像。在最先的處理階段時，需要生成DSM;最后制作精準(zhǔn)正射影像。上述內(nèi)業(yè)處理均可由機器自動化完成，總計所耗時間為1.5h。

4）質(zhì)量檢查與成果精度分析

無人機航測成果質(zhì)量檢查主要包含內(nèi)符合精度檢查與外符合精度檢查。

內(nèi)符合精度檢查主要包含：像片成像質(zhì)量、像片數(shù)量大小、相機參數(shù)、同名點數(shù)量、像控點質(zhì)量。按照最后的處理報告來說，精度檢查都已經(jīng)達到了具體標(biāo)準(zhǔn)。其中，A村一共拍攝了346張照片，并全部參與了解算;A村航拍像片像元大小為3.36cm/1.32in，平均每張照片有50720個關(guān)鍵點;像對同名點平均有24626點。

無人機航測成果外符合精度檢查采用CORS技術(shù)和全站儀進行實地打點的方法，平面精度檢查點主要是按照地形特征進行布控點設(shè)置。其中，無人機航測成果平面精度共檢查25點，中間的誤差為4.8cm。而基于CORS技術(shù)獲得的高程點精度可以達到±2cm。通過上邊的檢測結(jié)果可以看出，文章當(dāng)中對組合測繪技術(shù)取得的測繪成果滿足實驗標(biāo)準(zhǔn)和組合規(guī)范的各項要求。

（2）道路高程數(shù)據(jù)采集

在當(dāng)前，無人機航測成果高程精度較低，不能滿足工程的高精度要求，需要采用人工或其他手段實現(xiàn)。由于天津本地構(gòu)建了CORS系統(tǒng)，這一系統(tǒng)的要求比較低，可以有效提升作業(yè)效率，將作業(yè)成果高程精度能夠達到±2cm，平面精度可以達到±1cm，這適合本工程道路高程數(shù)據(jù)采集工作?；诖?，在道路高程數(shù)據(jù)采集工作方面，可以使用CORS技術(shù)，有著良好成效。

2.3 測繪成果

按照測量技術(shù)的設(shè)計書能獲得A村的DSM、DOM、DLG等測繪成果，如圖2所示。和傳統(tǒng)的測量手段進行比較，本文所給出的技術(shù)測量方案有著多元化樣式、豐富信息，降低勞動強度，有效提升作業(yè)效率。

一些地區(qū)建（構(gòu)）筑物分布較密集、通視條件差，這時測量的難度極大，需要投入大量人力成本，工作效率底下。在測量試點工作結(jié)束后，可以證明“無人機+CORS”的組合測繪技術(shù)不僅充分發(fā)揮了無人機在DOM、DLG制圖方面的優(yōu)勢，也充分發(fā)揮了CORS技術(shù)在局域高程測繪項目中的優(yōu)勢，實現(xiàn)不同測繪手段之間的優(yōu)勢互補，不僅可以有效提升作業(yè)效率，還能夠展現(xiàn)豐富的成果樣式，有效保證方案設(shè)計的優(yōu)化，加快設(shè)計速度，為其它的工程提供經(jīng)驗借鑒。

3 結(jié)語

本文在對測繪成果進行精度抽樣檢查時，結(jié)果發(fā)現(xiàn)界址點精度可以達到二級精度要求，隱蔽界址點精度則可高達三級精度，地物平面位置精度符合實際規(guī)范。但是，無人機地籍測繪還存在兩項不足之處，一個是測繪精度比較低，另一個則是還存在測量死角，在隱蔽點方面無法之間測量，使得在復(fù)雜情況下難以實現(xiàn)精準(zhǔn)測繪。伴隨著測量科技技術(shù)的深入發(fā)展，傾斜攝影技術(shù)不斷提高，未來無人機地籍測繪可能會代替?zhèn)鹘y(tǒng)測繪技術(shù)實現(xiàn)普遍應(yīng)用。

參考文獻：

[1]? 張郁.無人機低空攝影的精度分析與研究[J].測繪地理信息，2018，（8）：59～61.

（作者單位：湖南中圖通地理遙感信息服務(wù)有限公司）