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摘要:在不断发展与应用的过程当中,低空无人机摄影测量技术在整体上呈现出日趋完善的状态。通过大量实验我们可以发现,在满足地形图要求方面无人及测绘地图经度所起到的作用至关重要。我们主要结合某地测量项目实现对无人机大比例尺地形图测量流程的进一步探讨与分析,其中会涉及到航空摄影、影像预处理以及空中三角测量等各项工作,这些工作都与无人机摄像成图精度分析工作之间存在着不可分割的密切联系。本文主要对大比例尺地形图测绘中的无人机测绘技术进行分析与探究。
关键词:无人机;大比例尺;地形图;测量技术
在分析无人机航摄系统的过程当中,我们可从特点着手。首先是不会受到天气条件和地面状况的过多影响,灵活快速是无人机航摄系统的明显优势与特征。在维护无人机航摄系统的同时,花费成本较低。较低的飞行高度可帮助无人机航摄系统实现对高分辨率影像的有效获取,尤其是在获取信息方面占据相当强的优势。现阶段社会各界已经逐步提高对小型无人机对地观测系统的重视程度,并且在不断探究与深化的过程当中,促使无人机对地观测系统性能得到真正意义上的提升。
一、航空摄影
该村采取东西向飞行,平均航摄比例尺为1:23533,平均地面高度为1350m,其相对航高为650m。平均地面分辨率0.13m,满足1:2000成图要求。
二、像片控制
1.影像资料分析
航线间隔及旁向重叠度在30%~40%之间,航向重叠度在65%~75%之间。全摄区无航摄漏洞,航向超出摄区范围3~6条基线。像片倾斜角<4°,旋偏角<8°,航線弯曲度<3%。无人机航摄系统的飞行质量符合标准要求。同航线高差<30m,实际与设计航向<30m。实际航线偏离设计航线≤像片上10cm。像片位移误差<30m。航摄影像清晰、无云影等遮挡,色彩均匀,满足设计要求。
2.像控点布设及刺点
像控点在航线方向上按10~15条基线布设,在旁向上按2~4条基线布设。布设的像控点能够有效控制住成图范围,保证测段衔接区域内没有漏洞。像控点应刺在航向及旁向重叠有5~6张像片的区域内。像控点编号原则:测段像控点编号原则“GP十航片号四位+点序号”。像控点布设完成后绘制布点示意图供内业加密和存档。满足空三加密及数字化采集要求。该村项目区像控网如图1所示。
3.像控点测量流程
像控点坐标测绘过程需要对多种常规仪器进行使用,其中主要涉及到全站仪以及RTK等。在控制像控点精度过程当中也需要严格遵守常规航测外业规范与要求,并且在严格执行的同时满足其测量需求。本次测量工作使用双频GPS接收机实现加密的目标,这对象控点测量成果可靠性的保障有相当大的推动作用,在测量全部像控点的基础上,收参考站是提升测量成果可靠性的有效途径。
业内所使用的结果带有一定的加密性,该项工作需要在测量现场针对点位进行拍照以及制作合成的基础上实现。空点数据处理工作也是检查工作完成后所进行的一项内容,在处理基线的过程当中需要使用专业版软件,我们一般使用软件为Compass静态处理专业版软件,最终实现对该测量区域像控成果的全面掌握。
三、影像预处理
无人机航摄系统在开展航拍过工作的过程当中,也需要得到其他辅助设备的支承,其中主要包括非量测数码相机。但是该相机受到性能的影响,对精度提出较高要求,如果在使用未处理行摄影像的同时会加大变差出现的概率,尤其是在空三测量后续处理工作过程中不能对其进行直接使用。
所以我们需要在满足畸变差改正要求的基础上,针对影像进行空三加密。在实际作业过程当中会遇到不可避免的室内以及室外高精度减校场情况,在此种背景下所开展的校正工作需要将非量测数码相机提供的鉴定报告作为主要依据,并且利用专业系统针对小像幅影像畸变差进行有效改正。
四、空中三角测量
1.空三加密经过像点连接、像控点测量、平差计算
在实际针对外空点进行测量工作之前,我们需要测量一系列平差,平差主要为测量区域四周的像控点,测量数量为六个。通过对预测功能的使用可大概预测到其它像控点的位置,并且实现快速测量的总目标。像控点测量工作对专业性提出一定要求,所以必须由专业人员进行一系列的测量工作,并且流另一位专业人员进行严格的检查。
计算是测量工作不可缺少的一个环节。在计算的同时,需要得到外业工序的支撑,这也与基础控制点之间存在着相当密切的联系。为在真正意义上促使空三加密精度得以保障,我们需要针对外业工序所提供的实测高程点进行严格检测,并且促使其整体精度得到有效提升。
最后一步,我们需要针对平差进行结算工作,这也是测量工作的最终环节。首先利用放大准方差权的方式彻底消除粗差,然后通过提高物方权重的方式,促使粗差实现全部探出的目标,最终将全职强制平差提供给测量工作。通过对DPGrid系统中的空三模块进行分析后可以发现,该模块在全自动空三软件的涵盖范围之内,自动匹配是系统将航线列表作为主要依据所进行的一系列工作,并借助必要的措施与手段完全剔除多余像点,其中需要得到自动调点程序的支撑。然后在编辑连接点的同时结算光束平差,加密完成后输出空中结果,注意保障其准确性。
2.区域网空中三角测量
根据连接点(加密点)的影像坐标以和少量地面控制点的影像坐标及其物方空间坐标,通过平差计算,求解影像的外方位元素和连接点的物方空间坐标,称为区域网空中三角测量。空三测量提供的平差结果是影像后续处理与应用的基础。
五、DEM、DOM制作
1.DEM制作
首先,根据空三加密成果,对无人机航摄的原始影像进行重釆样生成核线影像。其次,系统自动匹配三维离散点,得到摄区的DSM。最后,经过自动滤波便可得到DEM。虽然DPGrid系统实现了自动匹配,但是由于现实地物的复杂性(如水体、树木、阴影)以及人工地物的影响,所以实际生产中为了提高DEM的精度,需要对DEM进行人工编辑。
2.DOM制作
DPGrid系统全自动生成DOM主要包括:DEM数据处理、影像匀光匀色处理、DOM纠正处理、色调均衡处理以及DOM镶嵌处理。系统生成的初步DOM结果,还要经过人工编辑,对初始DOM成果进行颜色和几何处理,才能真正满足对DOM成果的要求。
结语:
本文主要从无人机航摄系统特点着手,实现对无人机低空航摄范围的进一步概括与分析。无人机低空航摄系统在工作过程当中一定按照相应的工作流程进行。本文所介绍的工作流程主要是将1:2000地形图测绘工作作为主要依据,并且在生成地形图的同时进行一系列经度判断以及评定工作。航摄工作所取得的结果在整体上已经满足地形图精度的一系列要求与标准。所以我们在实际作业过程当中可结合作业情况以及作业需求,科学使用无人机航摄系统。并且在不断探究的基础上促使其得到进一步发展。
参考文献:
[1]王湘文,于启升,王雅鹏.无人机低空摄影测量系统在大比例尺地形图中的应用[J].地矿测绘,2013,29(1):34-36.
[2]吕立蕾.无人机航摄技术在大比例尺测图中的应用研究[J].测绘与空间地理信息,2016,39(2):116-118.
关键词:无人机;大比例尺;地形图;测量技术
在分析无人机航摄系统的过程当中,我们可从特点着手。首先是不会受到天气条件和地面状况的过多影响,灵活快速是无人机航摄系统的明显优势与特征。在维护无人机航摄系统的同时,花费成本较低。较低的飞行高度可帮助无人机航摄系统实现对高分辨率影像的有效获取,尤其是在获取信息方面占据相当强的优势。现阶段社会各界已经逐步提高对小型无人机对地观测系统的重视程度,并且在不断探究与深化的过程当中,促使无人机对地观测系统性能得到真正意义上的提升。
一、航空摄影
该村采取东西向飞行,平均航摄比例尺为1:23533,平均地面高度为1350m,其相对航高为650m。平均地面分辨率0.13m,满足1:2000成图要求。
二、像片控制
1.影像资料分析
航线间隔及旁向重叠度在30%~40%之间,航向重叠度在65%~75%之间。全摄区无航摄漏洞,航向超出摄区范围3~6条基线。像片倾斜角<4°,旋偏角<8°,航線弯曲度<3%。无人机航摄系统的飞行质量符合标准要求。同航线高差<30m,实际与设计航向<30m。实际航线偏离设计航线≤像片上10cm。像片位移误差<30m。航摄影像清晰、无云影等遮挡,色彩均匀,满足设计要求。
2.像控点布设及刺点
像控点在航线方向上按10~15条基线布设,在旁向上按2~4条基线布设。布设的像控点能够有效控制住成图范围,保证测段衔接区域内没有漏洞。像控点应刺在航向及旁向重叠有5~6张像片的区域内。像控点编号原则:测段像控点编号原则“GP十航片号四位+点序号”。像控点布设完成后绘制布点示意图供内业加密和存档。满足空三加密及数字化采集要求。该村项目区像控网如图1所示。
3.像控点测量流程
像控点坐标测绘过程需要对多种常规仪器进行使用,其中主要涉及到全站仪以及RTK等。在控制像控点精度过程当中也需要严格遵守常规航测外业规范与要求,并且在严格执行的同时满足其测量需求。本次测量工作使用双频GPS接收机实现加密的目标,这对象控点测量成果可靠性的保障有相当大的推动作用,在测量全部像控点的基础上,收参考站是提升测量成果可靠性的有效途径。
业内所使用的结果带有一定的加密性,该项工作需要在测量现场针对点位进行拍照以及制作合成的基础上实现。空点数据处理工作也是检查工作完成后所进行的一项内容,在处理基线的过程当中需要使用专业版软件,我们一般使用软件为Compass静态处理专业版软件,最终实现对该测量区域像控成果的全面掌握。
三、影像预处理
无人机航摄系统在开展航拍过工作的过程当中,也需要得到其他辅助设备的支承,其中主要包括非量测数码相机。但是该相机受到性能的影响,对精度提出较高要求,如果在使用未处理行摄影像的同时会加大变差出现的概率,尤其是在空三测量后续处理工作过程中不能对其进行直接使用。
所以我们需要在满足畸变差改正要求的基础上,针对影像进行空三加密。在实际作业过程当中会遇到不可避免的室内以及室外高精度减校场情况,在此种背景下所开展的校正工作需要将非量测数码相机提供的鉴定报告作为主要依据,并且利用专业系统针对小像幅影像畸变差进行有效改正。
四、空中三角测量
1.空三加密经过像点连接、像控点测量、平差计算
在实际针对外空点进行测量工作之前,我们需要测量一系列平差,平差主要为测量区域四周的像控点,测量数量为六个。通过对预测功能的使用可大概预测到其它像控点的位置,并且实现快速测量的总目标。像控点测量工作对专业性提出一定要求,所以必须由专业人员进行一系列的测量工作,并且流另一位专业人员进行严格的检查。
计算是测量工作不可缺少的一个环节。在计算的同时,需要得到外业工序的支撑,这也与基础控制点之间存在着相当密切的联系。为在真正意义上促使空三加密精度得以保障,我们需要针对外业工序所提供的实测高程点进行严格检测,并且促使其整体精度得到有效提升。
最后一步,我们需要针对平差进行结算工作,这也是测量工作的最终环节。首先利用放大准方差权的方式彻底消除粗差,然后通过提高物方权重的方式,促使粗差实现全部探出的目标,最终将全职强制平差提供给测量工作。通过对DPGrid系统中的空三模块进行分析后可以发现,该模块在全自动空三软件的涵盖范围之内,自动匹配是系统将航线列表作为主要依据所进行的一系列工作,并借助必要的措施与手段完全剔除多余像点,其中需要得到自动调点程序的支撑。然后在编辑连接点的同时结算光束平差,加密完成后输出空中结果,注意保障其准确性。
2.区域网空中三角测量
根据连接点(加密点)的影像坐标以和少量地面控制点的影像坐标及其物方空间坐标,通过平差计算,求解影像的外方位元素和连接点的物方空间坐标,称为区域网空中三角测量。空三测量提供的平差结果是影像后续处理与应用的基础。
五、DEM、DOM制作
1.DEM制作
首先,根据空三加密成果,对无人机航摄的原始影像进行重釆样生成核线影像。其次,系统自动匹配三维离散点,得到摄区的DSM。最后,经过自动滤波便可得到DEM。虽然DPGrid系统实现了自动匹配,但是由于现实地物的复杂性(如水体、树木、阴影)以及人工地物的影响,所以实际生产中为了提高DEM的精度,需要对DEM进行人工编辑。
2.DOM制作
DPGrid系统全自动生成DOM主要包括:DEM数据处理、影像匀光匀色处理、DOM纠正处理、色调均衡处理以及DOM镶嵌处理。系统生成的初步DOM结果,还要经过人工编辑,对初始DOM成果进行颜色和几何处理,才能真正满足对DOM成果的要求。
结语:
本文主要从无人机航摄系统特点着手,实现对无人机低空航摄范围的进一步概括与分析。无人机低空航摄系统在工作过程当中一定按照相应的工作流程进行。本文所介绍的工作流程主要是将1:2000地形图测绘工作作为主要依据,并且在生成地形图的同时进行一系列经度判断以及评定工作。航摄工作所取得的结果在整体上已经满足地形图精度的一系列要求与标准。所以我们在实际作业过程当中可结合作业情况以及作业需求,科学使用无人机航摄系统。并且在不断探究的基础上促使其得到进一步发展。
参考文献:
[1]王湘文,于启升,王雅鹏.无人机低空摄影测量系统在大比例尺地形图中的应用[J].地矿测绘,2013,29(1):34-36.
[2]吕立蕾.无人机航摄技术在大比例尺测图中的应用研究[J].测绘与空间地理信息,2016,39(2):116-118.