关于航测无人机测图及其成果在相关领域的运用

周翠凤

摘要：以无人驾驶飞行器为空中遥感平台的技术由于具有机动、快速、经济等优势，能够较好地满足现阶段我国对“数字中国、数字城市、数字生活”制图的需求。

关键词：无人机，航测，应用

无人机航测遥感技术是继卫星遥感、飞机遥感之后发展起来的一项新型航空遥感技术，在应急测绘保障、国土资源监测、重大工程建设等方面得到广泛应用。它是一种机动灵活、可以实现快速响应的一种航测技术。但也存在影像重叠度不规则、像幅小、影像倾角大、旋偏角大，影像有明显畸变等问题，这些情况都对现有无人机航测技术提出了挑战。

无人驾驶飞机是一种以无线电遥控或由自身程序控制为主的不载人飞机。由于它是高科技技术的集中载体，其主要应用于现代战争。无人驾驶飞行器遥感系统由于具有机动、快速、经济等优势，已经成为世界各国争相研究的热点课题，现已逐步从研究开发发展到实际应用阶段，无人驾驶飞行器的市场也逐渐成熟，将成为未来的主要航空遥感平台之一。以无人驾驶飞行器为空中遥感平台的技术，正是适应这一需要而发展起来的一项新型高科技应用性技术，能够较好地满足现阶段我国对“数字中国、数字城市、数字生活”制图的需求。

本文从生产案例出发，以无人机航测技术为主线，对生产过程中无人机航测出现的一些问题进行了分析探讨。

1 生产实践

1.1主要技术依据

《无人机航摄系统技术要求》（CH/Z3002-2010）；

《低空数字航空摄影规范》（CH/Z3005-2010）；

《低空数字航空摄影测量内业规范》（CH/Z 3003-2010）；

《低空数字航空摄影外业规范》（CH/Z 3004-2010）... ...

1.2 数据源及预处理

1.2.1 数据源

本测区选用无人机航空摄影获取的真彩色影像，航摄面积为10平方公里。航摄仪采用Canon EOS 5DMarkⅡ，焦距为：35mm，相幅大小为：5616×3744，像元分辨率为6.41um。影像地面分辨率为0.2米。

1.2.2遥感影像预处理

无人机航空摄影采用的相机为非量测型相机，因此，在进行空中三角测量恢复影像空中姿态时，需要对相机进行像片畸变差改正。（相机畸变改正在四维公司检校完成）

1.3无人机航空摄影

本次无人机航摄分两个架次进行，由GPS领航数据计算相对飞行高度。飞行质量和影像良好，影像清晰度高、色彩均匀、饱和度良好，能够表达真实的地物信息，可以满足1：2000成图要求。

像片航向重叠度为75%，旁向重叠一般为35%-45%，旋偏角一般控制在12度以下。

1.4像片控制测量

1.4.1 像控点精度要求

像控点对最近基础控制点的平面位置中误差不大于0.2米，高程中误差不大于0.2米。

1.4.2 像控点布点方案

项目布点方案确定为双模型布点，全部布设为平高点。

1.4.3 像控点测量

在像控测量之前，首先对测区内收集到的已知控制点进行联测，检核控制点情况；为满足后续像控测量，联测已知点的同时加密了2个控制点。联测采用GPS静态相对定位方式施测，采用边连式的布网形式。全网共联测已有已知点4个，新设控制点2个，观测时具体技术参数依据规范，像控点采用GPS实时动态定位（RTK）的方法进行测量，满足要求。

1.5 空中三角测量

本项目采用Virtuozo工作站进行空三加密，根据航飞及影像分布情况，将空三区域分为两个加密区域网采用自动与手动相结合的方式进行空三加密，即采用自动匹配进行像点量测，剔除粗差。人工调整直至连接点符合规范要求，检查点平面中误差为0.3米，高程中误差为0.17米，最终加密成果符合1：2000数据采集要求。

1.6 数据采集

在空三完成后，利用空三成果进行单模型定向时我们发现有模型无法定向的情况，第一架次无法建立的模型有29个，占总模型数的4%。第二架次有67个无法建立的模型占总模型数的9%。主要原因为无人机航摄姿态不稳定导致的飞行倾角、旋偏角过大，航线弯曲、像片比例不一致等现象都是导致单模型定向精度差的原因。考虑到1：2000地形图精度要求，我们提出了如下解决方案：在测图定向超限点的周围进行野外实测用来检核分析数据并进行必要的修正。

1.7项目精度报告

根据1：2000精度要求对测绘产品检进行了精度的统计，统计了3幅地形图，其中高程精度中误差最大为0.36米，最小为0.27米，从统计的结果看，粗差率比较高，有的达到了5%，平面精度中误差为0.75米。

2 无人机航测应用前景

无人机航测主要用于数字国土工程建设、国土资源调查与利用技术发展工程，向国家和社会提供全新的成果，以满足国民经济发展和社会进步当前和长远的需要。以下是列举的部分需求：

2.1测绘生产的需要

无人机遥感数据获取系统遵循航空摄影测量原理开发。基于高分辨率航摄影像可制作出测绘所需的大比例尺数字正射影像图（DOM）、数字高程模型（DEM）和数字线划图（DLG）。在大比例尺数字产品基础上进行制图综合，能够快速更新国家基本比例尺地形图（现阶段还只能生产出最大比例尺为1：2000的DLG）。该系统还能够服务于地籍测量等工作。

2.2土地開发整理

无人机遥感技术能够在土地开发整理的下述工作阶段中进行应用：利用无人机遥感系统获取的高清晰正射影像，各级领导和专家不用到达现场就可以直观地确定项目区范围，保证选址踏勘的合理性，核实新增耕地的真实可靠性和有效性，减少了繁重的外业踏勘工作量，节省了时间，提高了工作效率。

2.3突发事件应急监测

面对突发事件，比如环境污染、群体性治安事件、自然灾害突发事件等，政府管理部门需要及时掌握突发事件发生地点的具体情况（如影响范围、影响程度等），这时可以通过无人机遥感数据获取系统快速出动，对突发事件发生区域现状实施监测，提供及时、准确、详细的突发事件信息，为政府管理部门指挥调度和决策提供科学依据，从而提高对突发事件的快速应变和处理能力。

2.4城镇建设规划

基于高分辨率城镇影像图，可对现有城镇规模结构、职能分工和空间布局进行合理调整，科学制定区域交通、通信、能源、供水、排水、防洪等布局规划，发挥城镇整体效益。

2.5土地资源监察

国土资源部科技与国际合作司和湖南省国土资源厅正在开展土地监管季度“一张图”技术研究与示范。建成土地监管每季度“一张图”的新技术示范区。由于无人机遥感数据获取系统具有机动快速、视频实时传输、高危地区探测安全、成本低、机动灵活等优点，能够对我省违规违法用地、滥占耕地、破坏生态环境等现象做到及早发现、及时制止，使国土资源监察工作更加快速、高效和直观，它将成为我省土地资源监察的主要遥感数据获取工具。

2.6矿山资源监测

利用无人机遥感数据获取系统在我省开展矿山资源环境监测工作，能够及时快速获取矿山环境实时影像，为及时查处和纠正矿产资源开发中出现的问题，规范和整顿矿产资源管理和开发秩序，保障国家矿产资源开发的可持续发展，提供有效的技术支撑，具有十分重要的现实意义。

3结束语

综上所述，无人机遥感数据获取系统具有机动、快速、经济等优势。对我国经济转形的服务及技术创新提供了优质的工具和平台，也为我国无人机技术的发展提供了契机和空间。

参考文献：

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[3] 连镇华。无人机航摄相片倾角对立体高程扭曲的影响分析[J] 地理空间信息2010，8（1）：20-22；