无人机应用论文利用无人机航空像片进行大比例尺测图

来源：核心期刊咨询网时间：2015-12-21 16:2612

摘要：无人机 是利用 无线电遥控设备 和 自备程序 控制装置操纵的不载人飞机。它的结构简单，造价较低，可以完成有人驾驶飞机不宜执行的多种任务。本篇 无人机应用论文 分析无人机航摄的特点及应用定位，进行无人机1:2000 比例尺航测成图 试验，并对利用无人机进行

　　无人机是利用无线电遥控设备和自备程序控制装置操纵的不载人飞机。它的结构简单，造价较低，可以完成有人驾驶飞机不宜执行的多种任务。本篇无人机应用论文分析无人机航摄的特点及应用定位，进行无人机1:2000 比例尺航测成图试验，并对利用无人机进行航空摄影测量的问题做了详细的分析。

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　　关键词：无人机航空像片大比例尺测图

　　1 概述

　　无人机的飞行高度相对较低，在上面装载上高精度数码传感器可以测得分辨率高的像片，再加上它具有机动快速、操作简单、成本低等特点，因此逐渐被广泛的应用在军事、农业等各个领域当中。但是，由于无人机航空摄影是近些年才快速发展的一项技术，在实际中暴露了许多有待解决的技术问题。本文就结合某山区的实例，分析了无人机航空像片在进行1:2000比例尺测图的作业流程以及关键技术，从而论证了其可行性。

　　2 无人机航摄的特点及应用定位

　　2.1 无人机航摄的特点

　　与传统的航空摄影测量系统相比较，无人机摄影测量系统存在以下几方面的优势：①无人机机动灵活，不依赖于机场，操作简单，方便使用，可以迅速到达检测区，快速进行测量、成像，在较短的时间内测出检测结果，比较适用于小面积区域的测绘。②低空飞行，通常是在云下飞行，装载上传感器能够获取大比例尺高精度影像。③维护和作业成本低，无人机不用安装飞行人员驾驶设备、安全装置、语言通信装置等，同时由于无人机大多数利用数字成像技术，就不需要进行普通胶片的冲洗、扫描数字化、安装胶卷等。④无人机可以获得高叠度的影像，这就提高了后续处理的可靠性。

　　2.2 无人机航摄的应用定位

　　由于无人机具有以上特点，因此它的航空摄影通常会用在以下几方面：①应急测绘，如受灾地区的救援指挥;②困难地区测绘;③新农村、小城镇的建设测绘;④重大工程建设测绘，如电力、铁路、公路、铁路、水利、油漆等重大工程建设。

　　3 无人机1:2000 比例尺航测成图试验

　　3.1 测区概况

　　该地区位于中亚热带地区，东、西、北方向群山环抱，峰峦叠嶂，中南部较平坦。地势由西北向东南倾斜，最高处海拔为2158m，最低处海拔为165m。最高点与最低点高差1993m，地势的高差较大。在该地区无人机完成的主要内容是测绘处1：2000 的大比例尺测图。

　　3.2 航空摄影

　　在该测区中按东西方向共敷设航线30 条，每条航线长度为6.8km，航摄里程约为110km，共拍摄了500 多张航片。镜头焦距为28.384mm，共飞行了3 个架次，相对航高设定为550m，地面实际分辨率小于8cm。

　　因为该测区在测绘时天气状况比较差，当完成两个架次的飞行后，又进行了一个架次的补飞，最后所获取的航空影像具有以下几方面的问题：①由于地面雾霾严重，造成影响反差不明显;②影像光线照度不够，由于在测绘时为阴雨天气，光线强度不高，影像曝光量不足;③云影比较多，当完成摄影后发现，影像中大概有15%被云遮挡住了，不能够使用。因此后来又对云影摄像的航片进行了一次补飞。

　　3.3 航测外业

　　当完成航空的摄影后，后续作业就根据常规的航测作业流程进行项目生产。外业工作包括了以下两方面：①像控点测量：根据高程航向的2 条基线跨度及平面4 条基线跨度进行布设和测量;②外业监测点测量：为了检验无人机航测内加密方案使用的数据和检测成图精度，将每幅图的检测点数量设为10-15 个，利用全站仪进行实测。

　　3.4 航测内业

　　航测内业利用VituoZoAAT 来实现空三自由网的建立，并通过PATB 光束法区域网平差软件来计算出区域网平差。该项目中将成图区分成了两个加密测区来实现平差，它的作业方法同常规航空摄影测量内业一样。成图比例尺为 1:2000 时加密精度如：业内加密点对附近野外控制点的平面位置中误差为1.75m，里程中误差为1.0m。加密完成后，将其导入进VituoZo3.7 摄影测量系统中实现1:2000 比例尺地形图测绘，通过检验，存在以下几方面的问题：一是飞行影像质量非常差，影像反差不明显，地面雾霾严重，不能够完全的反映出北部丘陵区平地与山结合处的细节方面。二是局部山区的高程出现错误，在测区东北角方向的几个山头部分高程相差了2m 左右，不符合空三角加密进度要求。

　　4 利用无人机进行航空摄影测量的问题分析

　　4.1 天气的选择

　　利用固定翼无人机进行航空摄影时，最好选择在天气晴朗、能见度高的情况下来完成航空摄影，这样才可以拍摄出色彩、地面信息丰富的像片，另外，如果天气的能见度高，地面雾霭就相对较少，影像曝光时光线出现散射、折射的现象就会减小，这样就可以使成图的精度提高。在该项目中，由于受到工期的约束，不能够选择合适的天气进行，在进行测绘时，测区南部平地区由于受地面风的影响，地面雾霭产生的影响较小，最后检测出的精度相对较高，能够准确的判别出地物，而在测区北部丘陵山地，这里的雾霾水汽相对就严重，受到的影响较大，在进行业内数据的采集和处理时，造成两处高程出现错误，同时也造成在内页立体识别采集中不能够识别出山地根部的细节。

　　4.2 固定翼无人机航空摄影拍摄出的航空影像幅面相对较小，通过利用空三软件来完成平差解算，在进行各个测区的处理时，都出现了不同程度的差错，这就使得加密测区的选构非常重要，当前一般采用的是PATB 平差软件，对这种类型的小幅面数码摄影的剔错能力明显小于23×23 幅画，这实现发生在高程方面。在该项目中，完成加密后，通过使用外业检测数据在之后检测加密结果，从而对测区的航线选构进行调整，实现试错平差，对每一加密测区的航线数目进行调整。在测区南部平原地区，在进行外业采集时采集的检测数据相对较多，在完成检测和事后平差的调整后，该测区的评查结果符合精度要求，而测区北部山地没有检测数据，在测区第六~ 第八航线东部东部加密的评查结果出现了问题，导致大约1.5km2 的成图高度都低于实际高程的1.5~2m，最后又再次进行后期外业重新检测高程，把该部分测区差分为单航线完成平差解算，使高程精度符合技术规范要求。

　　5 总结

　　总而言之，如今无人机航测技术已经成为一种有效的快速测绘手段，可以将其作为传统航测应用的一个非常好的补充。无人机航空像片精度高，能够满足1:2000 地形图测绘的要求。

　　参考文献：

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　　[5]薛永安，王晓丽，张明媚.无人机航摄系统快速测绘矿区大比例尺地形图[J].测绘地理信息，2013，02:46-48.

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