無人機(jī)低空攝影測量成圖精度研究

1、分類號單位代碼_學(xué)號密級本科畢業(yè)論文設(shè)計(jì)無人機(jī)低空攝影測量成圖精度研究院系名稱：專業(yè)名稱：年級：學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師：年月曰目錄摘要4.Abstract5.前言6.一、無人機(jī)低空攝影測量系統(tǒng)及其關(guān)鍵技術(shù)6一低空攝影測量系統(tǒng).6.1 .快速機(jī)動的響應(yīng)水平.7.2 .高分辨率遙感影像數(shù)據(jù)的獲取水平73 .本錢低,平安可靠7.二低空攝影成圖的關(guān)鍵技術(shù)81 .攝影外業(yè)限制測量8.2 .攝影內(nèi)業(yè)處理技術(shù)8.二、無人機(jī)低空空攝影測量成圖精度研究分析9一無人機(jī)低空攝影測量成圖精度的影響因素101 .影像的重疊度1.12 .像片傾斜角與旋偏角1.13 .航帶彎曲度1.24 .航帶內(nèi)最大高差1.2二測區(qū)像片限制點(diǎn)

2、的分布1.2三精度分析1.21 .理論精度分析152 .實(shí)際地形圖精度分析153 .DOM實(shí)際精度分析1.7結(jié)論及展望19一結(jié)論1.9二展望1.9參考文獻(xiàn)22致談日22無人機(jī)技術(shù)由于其具有時(shí)效高、分辨率好以及較低的本錢、風(fēng)險(xiǎn)、可重復(fù)性等優(yōu)勢,應(yīng)用非常廣泛,譬如在地震中測量中的應(yīng)用,自然災(zāi)害的檢測以及氣象的檢測等.對于無人機(jī)低空攝影測量技術(shù),由于可以實(shí)現(xiàn)大面積且常規(guī)方法難以攝影的地區(qū)、已發(fā)生突發(fā)自然災(zāi)害的地區(qū)的攝影測量,因而已成為現(xiàn)今獲取地理數(shù)據(jù)常用的技術(shù)手段.本文以低空數(shù)字?jǐn)z影測量系統(tǒng)為研究對象,著重就無人機(jī)低空攝影測量成圖精度進(jìn)行分析,包括試驗(yàn)數(shù)據(jù)的獲取,攝影質(zhì)量的檢測,測區(qū)的像片限制點(diǎn)分布

3、以及數(shù)據(jù)處理精度,最后比擬得出結(jié)論.希望通過本文無人機(jī)低空攝影測量成圖精度的分析,為相關(guān)人員提供借鑒和參考.關(guān)鍵詞：無人機(jī)技術(shù)；無人機(jī)低空攝影測量技術(shù)；成圖精度研究AbstractDronetechnologysinceithaslimitation,goodresolution,lowcost,highrisk,theadvantagesoftherepeatability,applicationisverybroad,suchastheapplicationofthemeasurementinthequake,thedetectionofnaturaldisastersaswellasth

4、emeteorologicaldetection,etc.Forunmannedaerialvehicle(uav)low-altitudephotogrammetrytechnology,becausethephotographycanbedifficulttoachievelargeareaandconventionalmethodsofregion,thesuddennaturaldisastershasoccurredofphotogrammetry,andthushasbecomeacurrentgeographicdatacommonlyusedtechnicalmeans.Tak

5、inglow-altitudedigitalphotogrammetricsystemastheresearchobject,mainlyonuavlow-altitudephotogrammetrymappingaccuracyisanalyzed,includingthetestdataacquisition,photographicqualitydetection,thephotocontrolpointdistributionandprecisionofdataprocessingofmeasuringarea,thefinalconclusion.Hopethatthroughthi

6、sarticleuavlow-altitudephotogrammetrymappingaccuracyanalysis,providingreferenceforrelevantpersonnel.Keywords：Unmannedaerialvehicle(uav)technology;Unmannedaerialvehicle(uav)low-altitudephotogrammetrytechnology;Mappingaccuracy近年來,我國經(jīng)濟(jì)不斷開展,技術(shù)不斷進(jìn)步,信息化程度不斷加深,人們對遙感影像的分辨率以及實(shí)時(shí)性和時(shí)效性都提出了很高的要求.但傳統(tǒng)的測繪方法很難滿足這些要求

7、,要借助常規(guī)測量儀器開展測量工作,存在效率低、周期長等缺乏,而衛(wèi)星遙感技術(shù)獲取的影像分辨率較低；在現(xiàn)有技術(shù)條件下,航空攝影測量成為獲得高分辨影像的首選技術(shù)手段,但是傳統(tǒng)航空攝影測量對外界條件的依賴性較大,相關(guān)工作的開展也并不順利.基于無人機(jī)的低空攝影測量技術(shù)得以廣泛應(yīng)用,由于其特有優(yōu)勢,較低的本錢以及較高的時(shí)效性、分辨率,同時(shí)由于其較低的消耗以及風(fēng)險(xiǎn)性等,且可實(shí)現(xiàn)較大面積,較難測繪以及較易發(fā)生沖突的地區(qū)的測量,應(yīng)運(yùn)而生.作為一種新的測繪手段,對其成圖精度的分析,探討其影響因素,對于無人機(jī)低空攝影測量技術(shù)具有非常重要的作用.基于此,本文探討了基于無人機(jī)低空攝影測量成圖的精度.對于無人機(jī)低空攝影測

8、量技術(shù),國外已經(jīng)進(jìn)行相當(dāng)廣泛的研究.國內(nèi)研究雖然起步較晚,但也應(yīng)經(jīng)取得了很大的進(jìn)、無人機(jī)低空攝影測量系統(tǒng)及其關(guān)鍵技術(shù)一低空攝影測量系統(tǒng)無人機(jī)是一種以無線電遙控設(shè)備或由自身程序限制為主的不載人飛機(jī),即是利用無線電遙控設(shè)備,實(shí)現(xiàn)無人駕駛的飛機(jī).具搭載高分辨率CCD數(shù)碼相機(jī)作為遙感平臺,形成了無人機(jī)低空航攝系統(tǒng).無人機(jī)低空攝影測量技術(shù)的測量系統(tǒng),包括：無人飛行平臺,飛行導(dǎo)航與限制平臺,地面的監(jiān)控,任務(wù)設(shè)備,數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)等.它可以快速高效地獲取高分辨率遙感影像,并運(yùn)用無人機(jī)航攝遙感影像內(nèi)業(yè)處理工作站對數(shù)字影像數(shù)據(jù)進(jìn)行批量處理,根據(jù)內(nèi)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)精度要求制作地形圖、DOM、DEM、DSM及相關(guān)專題圖等地理信息

9、產(chǎn)品.總之,無人機(jī)低空航攝技術(shù)是集成了高空拍攝、遙控、遙感、以及航空攝影測量的新型應(yīng)用測繪技術(shù),以數(shù)據(jù)快速處理系統(tǒng)為技術(shù)支撐,具有對地快速實(shí)時(shí)調(diào)查監(jiān)測水平.無人機(jī)低空攝影測量技術(shù)具有在云下低空飛行的水平.與衛(wèi)星航天光學(xué)遙感和大飛機(jī)航空攝影等常規(guī)航攝系統(tǒng)相比,具有以下優(yōu)點(diǎn)：1 .快速機(jī)動的響應(yīng)水平無人機(jī)運(yùn)輸便利,車載系統(tǒng)可快速到達(dá)指定目標(biāo)區(qū)域,對天氣依賴小,起降受地形條件影響小,無需專用機(jī)場支持,可以通過彈射或者地面方式如草地、空地、道路等多種地域快速起飛,用滑行或傘降的方式回收,可及時(shí)準(zhǔn)確地獲取實(shí)時(shí)、直觀和可靠的遙感影像,有效地提升地理信息獲取的時(shí)效性、針對性、準(zhǔn)確性和科學(xué)性.2 .高分辨率遙

10、感影像數(shù)據(jù)的獲取水平無人機(jī)低空航攝系統(tǒng)可獲取高分辨率遙感影像和POS定位數(shù)據(jù),并可搭載不同的傳感器,獲取多時(shí)相、多光譜、多分辨率的遙感數(shù)據(jù).無人機(jī)平臺搭載的數(shù)碼成像設(shè)備,具備面積覆蓋、垂直或傾斜成像的技術(shù)水平,可獲取厘米級分辨率的遙感影像,可制作大比例尺DLG高分辨率DOM、高精度DEM等數(shù)字地理信息產(chǎn)品.3 .本錢低,平安可靠由于無人機(jī)的體型小,消耗低,無需專用的起飛和停放場地,其使用和維護(hù)本錢遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于載人飛機(jī)系統(tǒng)和遙感衛(wèi)星.無人機(jī)航攝系統(tǒng)可以通過測控地面站設(shè)計(jì)飛行航線,飛行導(dǎo)航限制系統(tǒng)保證無人機(jī)按規(guī)定航線飛行,影像數(shù)據(jù)可通過數(shù)據(jù)鏈實(shí)時(shí)或準(zhǔn)實(shí)時(shí)傳輸至地面限制端,因此,即使無人機(jī)受損,也能保證

11、人員平安和數(shù)據(jù)平安,并可進(jìn)入沙漠、突發(fā)自然災(zāi)害和放射性災(zāi)害等困難地區(qū)進(jìn)行航拍作業(yè).綜上所述,與衛(wèi)星、載人航空等遙感平臺相比,無人機(jī)遙感具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢,但是仍存在缺陷,主要包括：復(fù)雜的地形條件對無人機(jī)飛行和操控的影像較大；惡劣的天氣如大風(fēng)、大霧、大雨、大雪等影響無人機(jī)的航拍工作,無法獲取高質(zhì)量清楚的遙感影像.二低空攝影成圖的關(guān)鍵技術(shù)攝影外業(yè)限制測量包括根底限制測量和像控點(diǎn)聯(lián)測,主要任務(wù)是為空三加密提供像片限制點(diǎn)的物方大地坐標(biāo)和影像上具體的刺點(diǎn)位置,目的在于把航攝數(shù)據(jù)與大地測繪成果聯(lián)系起來,使航攝遙感影像量測具有與地面測量相同的數(shù)學(xué)關(guān)系.像片限制點(diǎn)的量測精度直接影響數(shù)字產(chǎn)品的精度,因此,根據(jù)外

12、業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求,提出像片限制點(diǎn)的布設(shè)和測量優(yōu)化設(shè)計(jì)方案.本文采用DPGrid軟件和Virtuozo全數(shù)字?jǐn)z影測量工作站進(jìn)行無人機(jī)低空影像數(shù)據(jù)的內(nèi)業(yè)處理過程,主要包括影像數(shù)據(jù)預(yù)處理、自動空三加密和3D產(chǎn)品生產(chǎn).無人機(jī)低空攝影成圖的關(guān)鍵技術(shù)是影響數(shù)據(jù)的預(yù)處理技術(shù),影響匹配的技術(shù)以及3D產(chǎn)品的輸出技術(shù).無人機(jī)低空攝影成圖的處理關(guān)鍵是對這三個(gè)過程的處理.對于影響匹配來講,重點(diǎn)是進(jìn)行特征點(diǎn)提取,匹配測度,以及匹配策略.1 .攝影外業(yè)限制測量外業(yè)限制測量由根底限制測量和像控點(diǎn)聯(lián)測構(gòu)成,通過前者與地面測量保持同步一致的數(shù)學(xué)關(guān)系,通過后者保證地理信息數(shù)字產(chǎn)品的精度.像片限制點(diǎn)有三種類型可供選擇,即平面限制點(diǎn)、高程

13、限制點(diǎn)和平面高程限制點(diǎn),結(jié)合航測成圖精度的具體內(nèi)容,各限制點(diǎn)的布設(shè)應(yīng)滿足全測區(qū)統(tǒng)一布設(shè)、統(tǒng)一測量、成圖滿幅等要求,對于地形較為復(fù)雜、對成圖精度要求較高的攝影測量,應(yīng)選擇全野外布點(diǎn),所用到的像片限制點(diǎn)均由外業(yè)測定；而大地坐標(biāo)像片限制點(diǎn)的布設(shè),可進(jìn)行非全野外布點(diǎn),以空中三角測量方法便可獲取加密點(diǎn)的大地坐標(biāo),根據(jù)實(shí)際情況選用航帶網(wǎng)法布點(diǎn)方案或區(qū)域網(wǎng)法布點(diǎn)方案,聯(lián)測通常采用分級限制的方式,在GPS等限制測量根底上,參照低空數(shù)字航攝測量外業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求完成像片限制點(diǎn)的布設(shè).2 .攝影內(nèi)業(yè)處理技術(shù)內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理包括數(shù)據(jù)預(yù)處理、自動空三加密和3D產(chǎn)品生產(chǎn)三局部內(nèi)容,其中數(shù)據(jù)預(yù)處理的流程為：影像、相機(jī)和POS資料一

14、設(shè)置測區(qū)參數(shù)一影像預(yù)處理一導(dǎo)入POS設(shè)置航帶一調(diào)整航帶對應(yīng)關(guān)系,該流程核心局部影像預(yù)處理,包括畸變差改正、Wallis濾波變換、生成快視圖和金字塔影像等環(huán)節(jié),畸變差是系統(tǒng)誤差的一種,對其進(jìn)行改正可從原始影像出發(fā),運(yùn)用相機(jī)檢校,還可以對像點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行糾正,結(jié)合灰度插值法來改正圖像,即將彩色影像轉(zhuǎn)變?yōu)榛叶扔跋?然后映射到給定的灰度方差值,通過局部影像的轉(zhuǎn)變來干燒圖像的質(zhì)量,然后采取從粗到精、不斷細(xì)化的分級匹配策略,建立金字塔影像.自動空三加密的流程為：自動影像匹配一自動挑點(diǎn)一自由網(wǎng)平差一像點(diǎn)編輯、像控點(diǎn)轉(zhuǎn)刺一區(qū)域網(wǎng)平差一空三成果輸出,首先提取影像特征點(diǎn),經(jīng)測度獲取最終自動轉(zhuǎn)點(diǎn)結(jié)果,然后將提取的連接點(diǎn)

15、及少量地面限制點(diǎn)群、全部納入統(tǒng)一的物方坐標(biāo)系中,這是整個(gè)無人機(jī)影像內(nèi)業(yè)處理最為關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié).3D產(chǎn)品生產(chǎn)由兩大流程構(gòu)成,分別為導(dǎo)入VirtuoZo軟件一生成核線影像一立體測圖一獲得DLG和密集匹配一生成和編輯DENH編輯DOM一獲得DENDOM,首先建立數(shù)字高程模型,獲得正攝影像,然后進(jìn)行數(shù)字線化圖,制成DLGDENDOM等數(shù)字產(chǎn)品.無人機(jī)低空空攝影測量成圖精度研究分析本文以廣西某大學(xué)某校區(qū)自己把學(xué)校名填上即可作為觀測地區(qū)進(jìn)行無人機(jī)低空攝影測量成圖精度的分析.用戶提出作業(yè)任務(wù),主要包括測區(qū)概況、測區(qū)范圍、成圖比例尺、工程時(shí)間安排情況等資料,并與無人機(jī)航攝作業(yè)人員明確任務(wù)目標(biāo),并擬定飛行方案,

16、確定航拍時(shí)間、無人機(jī)起飛和降落場地等.在外業(yè)航拍前,航拍負(fù)責(zé)人需與空域治理部門聯(lián)系,申請作業(yè)區(qū)空域飛行許可,如未獲批準(zhǔn),須將治理部門意見及時(shí)反應(yīng)用戶,重新確定作業(yè)時(shí)間,再次向治理部門提出申請根據(jù)作業(yè)任務(wù)和低空數(shù)字航空攝影標(biāo)準(zhǔn)要求,利用地面監(jiān)控站軟件對待航攝測區(qū)進(jìn)行航攝技術(shù)參數(shù)設(shè)計(jì),主要包括：1設(shè)置航高.根據(jù)所要求的成圖比例尺,并參照測圖比例尺與地圖分辨率值對照表見表2-1,確定航攝影像地面分辨率.根據(jù)公式2-1計(jì)算航高如成圖比例尺為1:1000,要求影像地面分辨率小于10cm,那么攝影航高相對于攝影基準(zhǔn)面不得大于554.8m.(2-1)一fgsdH二式中：H為攝影航高；f為物鏡鏡頭焦距；a為像

17、元尺寸；GSD為航攝影像地面分辨率.表2-1測圖比例尺與地圖分辨率值對照表測土比例尺地面分辨率值/cm1:500<51:10008-101:200015-202設(shè)置像片重疊度.根據(jù)低空數(shù)字航空攝影標(biāo)準(zhǔn)的要求,影像航向重疊度一般為60%80%,最小不應(yīng)小于53%;旁向重疊度一般為15%60%,最小不應(yīng)小于8%.3設(shè)置航線參數(shù).根據(jù)測區(qū)范圍,確定起點(diǎn)和終點(diǎn)的經(jīng)緯度、航線方向和航線長度,利用公式2-2和2-3計(jì)算攝影基線長度和航線間隔寬度.地面監(jiān)控站軟件可根據(jù)設(shè)置的航線參數(shù)自動生成航線.(2-2)HBx=Lx1-PxHDy=Ly1-加尸-f2-3式中：Lx,Ly分別是像幅長度和寬度,單位為米；

18、Px,qY分別是像片旁向和航向重疊度以百分比表示；Bx為攝影基線長度,單位為米；Dy為航線間隔寬度,單位為米.根據(jù)以上設(shè)置標(biāo)準(zhǔn),對于該測量區(qū)來講,采用的攝像技術(shù)的參數(shù)為：航高460m,焦距為35.5658mm,像元大小采用0.00641mm,以及8.29cm的地面分辨率,5616X3744的像素,75%的航向的重疊度和50%的旁向的重疊度.一無人機(jī)低空攝影測量成圖精度的影響因素與傳統(tǒng)航攝一樣,無人機(jī)低空航攝的過程中也會受到不同程度飛行環(huán)境及氣候氣象條件的影響,影像質(zhì)量未能得到有效保證,最終也會影像到地理信息的準(zhǔn)確性,因此需要對空中飛行質(zhì)量以及影像質(zhì)量進(jìn)行檢查.對于無人機(jī)來講,在空中攝影過程中,

19、不可防止的要考慮飛行的環(huán)境以及飛行的氣象氣候因素,此外還需要在攝影完成后,進(jìn)行無人機(jī)空中飛行質(zhì)量的檢測,包括現(xiàn)場影像的色調(diào)、云以及霧,還有影像的飽和度,此外最重要的影響因素還用：影像的重疊度,像片旋偏角,航帶彎曲度以及航帶內(nèi)最大高差.然后依據(jù)CH/Z3005-2021攝影的規(guī)范要求,進(jìn)行質(zhì)量檢測,保證影像質(zhì)量到達(dá)內(nèi)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求.下面具體講解上述的影響因素：1 .影像的重疊度航向重疊度是指在航線的飛行方向上,對于兩相鄰的像片關(guān)于攝影的地面具有重疊成分.對于旁向的重疊度來講,那么是指沿著相鄰的兩條航線上進(jìn)行攝影,所獲得的對于所攝地面具有重疊局部的影像.具重疊度的測量如下所示：航向重疊度=芻X100%

20、?旁向重疊度=?X100%?式中：玳表沿飛機(jī)飛行方向的重疊局部；?代表沿飛機(jī)飛行方向的地面局部；?弋表垂直飛機(jī)飛行方向的重疊局部；?弋表垂直飛機(jī)飛行方向的地面局部.無人機(jī)進(jìn)行低空攝影的要求為：航向重疊度范圍為60%80%最小不低于53%;旁向重疊度的范圍一般采用15%60%,最低不低于8%.根據(jù)機(jī)載記錄的POS數(shù)據(jù)攝影中央的直線元素可知,該地區(qū)的航向重疊度在74.451-76.904%,旁向的重疊度在62.476-63.639%,符合攝影標(biāo)準(zhǔn)需求.2 .像片傾斜角與旋偏角無人機(jī)的俯仰角度是水平面和飛機(jī)機(jī)身之間的夾角.航偏角是指實(shí)際航線與方案航線之間的夾角.它們分別造成拍攝像片的左右傾角和前后傾

21、角.像片傾斜角是由于無人機(jī)在轉(zhuǎn)換航帶時(shí)沒有足夠的時(shí)間來調(diào)整其姿態(tài)和位置,造成進(jìn)入拍攝航帶時(shí)的航跡角偏差比擬大,導(dǎo)致傾斜角較大.一般傾斜角最大的拍攝點(diǎn)都處于航向改變處,所以不使用在航向轉(zhuǎn)換處拍攝的像片,以免影響整體空三加密精度.像片的旋偏角是指在進(jìn)行攝像時(shí),由于攝像機(jī)的定位不準(zhǔn)確,導(dǎo)致實(shí)際航線與方案航線之間產(chǎn)生夾角.像片傾斜角與旋偏角不僅影響像片的重疊度,還會給航測造成極大的困難.所以在具體使用時(shí),一般規(guī)定像片傾斜角一般不小于2,最大不得超過3°的要求；像片的旋偏角應(yīng)低于6°,最大不超過為800對于該地區(qū)來講,其像片的旋偏角最小為8.5.,不滿足標(biāo)準(zhǔn)的要求.3 .航帶彎曲度航

22、帶的彎曲是由于在無人機(jī)飛行過程中,由于自然條件的影響,使得實(shí)際航行偏離預(yù)定的軌道,造成航帶的不能連接成直線.航帶的彎曲度是用于描述航帶的彎曲程度的物理量,是指航帶的兩端像片在主點(diǎn)之間與預(yù)設(shè)的直線的偏離程度,即航帶兩端像片主點(diǎn)之間的直線距離與偏離該直線最遠(yuǎn)的像主點(diǎn)到該直線垂距的比.其會影響到航向的重疊程度.如果彎曲度過大,可能會造成攝像的漏洞,甚至影響攝像.對于無人機(jī)的低空攝影測量,其彎曲度應(yīng)滿足小于3%=對于該地區(qū)來講,其最大的彎曲度為0.3214%,符合要求,說明無人機(jī)飛行過程中直線性飛行狀態(tài)良好.4 .航帶內(nèi)最大高差對于無人機(jī),在攝像過程中,由于受到環(huán)境的影響,使得實(shí)際飛行的航高偏離預(yù)設(shè)航

23、高,產(chǎn)生航帶的高差.如果相鄰像片的航高相差太大,會影響像對的立體觀察.一般來講,對于無人機(jī)的低空攝影測量成圖,當(dāng)處于同一航線時(shí),航帶高差應(yīng)小于30m,對于最大的航高和最小航高之間的差應(yīng)低于50m,實(shí)際與預(yù)設(shè)之間的航高應(yīng)低于50m,才能獲得所需要的較精確的圖像.對于該地區(qū)來講,其相鄰像片間最大的航高為6.384m,最大與最小航高間的差為8.738m,符合攝像需求二測區(qū)像片限制點(diǎn)的分布從航測內(nèi)業(yè)測圖的需求看,航測外業(yè)測定的像片限制點(diǎn)共三種：像片平面限制點(diǎn)平面點(diǎn),在野外只需測量它的平面坐標(biāo)；像片高程限制點(diǎn)高程點(diǎn),在野外需測量其高程；像片平面高程限制點(diǎn)平高點(diǎn),在野外需測量平面和高程坐標(biāo).像片限制點(diǎn)的聯(lián)

24、測是根據(jù)大地點(diǎn)及其它限制點(diǎn)測量像片限制點(diǎn)坐標(biāo)的過程.在地形測量中,有關(guān)測量地形限制點(diǎn)的方法和精度要求,大都適用于像控點(diǎn)坐標(biāo)的量測.根據(jù)航測內(nèi)外業(yè)成圖精度的要求,像片限制點(diǎn)布設(shè)的根本要求主要包括：(1)像片限制點(diǎn)通常按航線或區(qū)域網(wǎng)的方法全測區(qū)統(tǒng)一布設(shè),不受單個(gè)圖幅的限制.(2)盡量在相鄰像對和相鄰航線之間的重疊區(qū)域布設(shè)像片限制點(diǎn).因航線旁向重疊過小、地形條件或像片不清楚,導(dǎo)致像片限制點(diǎn)在相鄰航線間不能公用時(shí),需要分別布點(diǎn).(3)布設(shè)在同一位置的像片平面限制點(diǎn)和高程限制點(diǎn),盡量統(tǒng)一量測成平Mi點(diǎn)0(4)應(yīng)選取像片上的不易損壞、固定、易于定位和量測的明顯目標(biāo)點(diǎn)作為像片限制點(diǎn),保證刺點(diǎn)位置的準(zhǔn)確性和可

25、靠性.(5)對于困難地區(qū)(如森林、沙漠、水域等),在無人機(jī)航拍獲取影像前,應(yīng)當(dāng)制作明顯的地面標(biāo)志,有利于像片限制點(diǎn)的布設(shè)和量測,以提升其量測和刺點(diǎn)的精確性和可靠性.(6)像片限制點(diǎn)應(yīng)盡量在航向三片重疊和旁向重疊中線附近.主要目的使像片限制點(diǎn)在相鄰像片、像對和航線間能公用,減少外業(yè)布點(diǎn)的數(shù)量,加內(nèi)業(yè)刺點(diǎn)次數(shù),提升內(nèi)業(yè)成圖精度.(7)像片限制點(diǎn)盡量不要布設(shè)在像片邊緣.因物鏡鏡頭的分解力、感光材料的伸縮變形和投影誤差、傾斜誤差、底片壓平等因素的影響.使得像片邊緣產(chǎn)生的影像變形和像點(diǎn)移位,都比像片中央要大,并且影像邊緣局部清楚度差,導(dǎo)致像片限制點(diǎn)的判讀、刺點(diǎn)和量測困難.(8)位于測區(qū)邊緣和非連續(xù)作業(yè)的

26、待測圖邊的像片限制點(diǎn),需要布設(shè)在圖廓線外,保證成圖滿幅.參照CH/Z3003-2021標(biāo)準(zhǔn),根據(jù)不同成圖比例尺平面檢查點(diǎn)和高程檢查點(diǎn)的限差要求,確定像片限制點(diǎn)航向和旁向基線數(shù)跨度,完成布點(diǎn).像片限制點(diǎn)航向基線數(shù)跨度估算公式：ms=+0,28父KmaJn3-2n十46(2-4)sqmh=+0,088乂旦mqjn3+23n+l00(2-5)bq式中：ms為空三加密點(diǎn)的平面中誤差,單位為mm；n為空三加密點(diǎn)的高程中誤差,單位為mm；K為像片放大成圖的倍數(shù)；H為相對航高,單位為mm；b為像片基線長度,單位為mm;n為視差量測的單位權(quán)中誤差,單位為mm；n為航線方向相鄰平面限制點(diǎn)的間隔基線數(shù).旁向相鄰平

27、面限制點(diǎn)的航線跨度不超過表2-2的規(guī)定.表2-2旁向相鄰平面限制點(diǎn)的航線跨度比例尺航線數(shù)1:5004-51:10004-51:20005-6對于該地區(qū)來講,根據(jù)以上公式,在此區(qū)域布設(shè)了30個(gè)像控點(diǎn),布設(shè)采用：首先是保證每張像片都包含有像控點(diǎn)；像控點(diǎn)的航向間隔基線數(shù)小于4條,旁向的間隔基數(shù)小于2條；保證布設(shè)的像控點(diǎn)能有效的限制成圖范圍,選刺選在航向或者是旁向重疊的6片范圍內(nèi),并保證相鄰片圖像清楚.對于像控點(diǎn)的測量采用GPSRTK1+N的方法.三精度分析成圖精度分析由理論精度分析和實(shí)際精度分析兩局部組成,前者包括像點(diǎn)精度、定向點(diǎn)精度及檢查點(diǎn)精度,空中三角測量自由網(wǎng)平差后,可獲取各測區(qū)像點(diǎn)誤差,然后

28、對像點(diǎn)殘差進(jìn)行統(tǒng)計(jì),并由此獲知像點(diǎn)精度,野外實(shí)測坐標(biāo)值和加密坐標(biāo)值的的差值即為定向點(diǎn)和檢查點(diǎn)的誤差,加密坐標(biāo)值由外方位定向元素與對應(yīng)的像點(diǎn)坐標(biāo)決定,需要測定各點(diǎn)平面中誤差及最大誤差、高程中誤差及最大誤差,實(shí)際上采用的是GPSRTK1式測量法,在實(shí)際精度分析中仍可采用該方法.地形圖實(shí)際精度以真實(shí)坐標(biāo)為參考依據(jù),需要標(biāo)明各測區(qū)地形圖中的平面檢查點(diǎn)及高程檢測點(diǎn),并對其進(jìn)行測量,前者包括房屋角及各平面拐角等明顯點(diǎn),后者包括屋頂、各平面等,借助VirtuoZo軟件觀測可獲取立體數(shù)據(jù),通過對各觀測坐標(biāo)的檢測,可對平面和高程精度存在的誤差做出評判,假設(shè)能獲得DOM對應(yīng)檢查點(diǎn)坐標(biāo)值之間的差值,還可對DOM的精

29、度做出評判,在整個(gè)檢測過程中,飛行質(zhì)量、獲取的影像質(zhì)量、地面分辨率、空三加密精度等因素均會對成圖精度造成一定的影像,最終影響到DLG和DOM數(shù)字產(chǎn)品的精度.根據(jù)地理信息數(shù)字成果中關(guān)于數(shù)字線化圖精度的設(shè)定,在1：500、1:1000、1:2000數(shù)字線化圖要求下,所獲得的成圖精度也不同,為提升測區(qū)高程成圖精度,多采用二次多項(xiàng)式曲線數(shù)學(xué)模型對各高程點(diǎn)進(jìn)行線性擬合,以此來改善地形圖高程精度.1 .理論精度分析對于空三加密的像點(diǎn)精度來講,該地區(qū)的三角測量的自由網(wǎng)平差后,像點(diǎn)中誤差為0.0028mm,依據(jù)像點(diǎn)的殘差統(tǒng)計(jì)圖可知,大多數(shù)是小于1/3像素,只有極少局部在1/32/3之間.對于空三加密的定向點(diǎn)以

30、及檢測點(diǎn)的精度,是根本定向點(diǎn)與檢查點(diǎn)的誤差作為野外的實(shí)測坐標(biāo)與外方位定向元素和對應(yīng)像點(diǎn)坐標(biāo)的差值.對于該地區(qū)的根本定向點(diǎn)來講,平面坐標(biāo),中誤差為0.0953m,最大誤差為0.1847m,高程來講,中誤差為0.0896m,誤差最大值為0.1957m；以檢測點(diǎn)來講,平面坐標(biāo),中誤差為0.1655m,最大誤差為0.3602m,高程來講,中誤差為0.2402m,最大誤差為0.3857m.2 .實(shí)際地形圖精度分析利用GPSRTK(1+N)對該地區(qū)的平面檢查點(diǎn)以及高程的檢查點(diǎn)進(jìn)行測量,并把此作為真實(shí)的坐標(biāo)測評地形圖,利用VirtuoZo采集系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進(jìn)行采集,可獲得該地區(qū)地形圖的觀測坐標(biāo),利用二者的中誤差

31、作為平面和高程精度的判斷指標(biāo).對于該地區(qū)來講,其平面檢查點(diǎn)有91個(gè),高程檢查點(diǎn)有65個(gè).此區(qū)域平面檢查點(diǎn)的平面精度統(tǒng)計(jì)如表2-3.表2-3該區(qū)域平面檢查點(diǎn)精度統(tǒng)計(jì)/米點(diǎn)號實(shí)測X實(shí)測丫量測X量測YXYXY1513072.6313787892.393513072.5033787892.2820.1280.1110.1702513145.7403787835.047513145.6983787834.8640.0420.1830.1873513020.7183787680.992513020.8483787680.967-0.1300.0250.1324512930.5583787729.07551

32、2930.7303787728.981-0.1720.0950.1975513259.2833787750.176513259.2563787750.2680.027-0.0920.0976513134.7393787628.1513787628.1513787627.960-0.2960.1910.3537513058.4003787574.876513058.5683787574.758-0.1680.1180.206,91,513344.642,3788004.266,513344.701,3788004.043,-0.059,0.223,0.231對于該地區(qū)來講,其平面精度統(tǒng)計(jì)結(jié)果為：

33、在X方向上,中誤差為0.154m,正向最大誤差為0.351m,負(fù)向最大誤差為-0.330m；Y方向,中誤差是0.140m,正向和負(fù)向的最大誤差分別為0.317m和-0.391m；對于平面坐標(biāo)來講,其中誤差為0.208m,誤差最大值為0.409m.對于高程點(diǎn)來講,為了提升高程精度,一般采用多項(xiàng)式的曲線形式進(jìn)行數(shù)學(xué)建模用于改正高程值,并通過最小二乘法進(jìn)行實(shí)際曲線的擬合.設(shè)野外實(shí)測的搞成檢查點(diǎn)坐標(biāo)為Z,立體平臺下測量的高程檢查點(diǎn)坐標(biāo)為Z',當(dāng)量者不符時(shí),那么不符值為AZ=Z-Z',以AZ為高程坐標(biāo)改正值,其二次多項(xiàng)式為：AZ=a0+a1Z+a2Z2(2-6)式中待定系數(shù)有3個(gè),從高程

34、檢查點(diǎn)中選取至少3個(gè)高程檢查點(diǎn)來解求.當(dāng)有多余觀察值時(shí),列出二次多項(xiàng)式的誤差方程式,利用間接平差方法求取改正參數(shù),此時(shí)Z'為觀測值,那么有：Z(Z+vz)=AZ(2-7)對于該地區(qū)來講,選取17個(gè)精度較高的高程點(diǎn)進(jìn)行二乘法求解,并對剩下的48個(gè)點(diǎn)進(jìn)行高程的改正.對于該地區(qū)來講,高程擬合前,其中誤差為0.295m,誤差最大值為-0.642m；高程改正后,中誤差變?yōu)?.211m,誤差最大值為-0.521m,整體講,高程精度提升了0.285倍.高程檢查點(diǎn)精度統(tǒng)計(jì)如表2-4表2-4高程檢查點(diǎn)精度統(tǒng)計(jì)/米點(diǎn)號實(shí)測高程量測高程改正后高程改正前誤差改正后誤差151.88751.67851.874-0

35、.209-0.013252.38152.28951.874-0.0920.107351.57951.43651.631-0.1430.052451.04550.90551.097-0.1400.052546.94346.58246.746-0.361-0.197646.84346.61846.782-0.225-0.061746.89346.72946.894-0.1640.001846.22045.86546.023-0.355-0.197,48,40.262,40.013,40.106,-0.249,-0.1563 .DOM實(shí)際精度分析對于該地區(qū)來講,有98個(gè)DOM檢查點(diǎn),通過野外的實(shí)測平

36、面檢查點(diǎn)坐標(biāo)與量測的DOM檢查點(diǎn)坐標(biāo)做差,其差值以及中誤差用于評定DOM的實(shí)際精度.DOM檢查點(diǎn)精度統(tǒng)計(jì)如表2-5.表2-5DOM檢查點(diǎn)精度統(tǒng)計(jì)點(diǎn)號實(shí)測X實(shí)測YDOMXDOMYXYXY1513020.1653787881.041513020.1793787880.973-0.0140.0680.0692513072.6313787892.393513072.5753787892.3940.056-0.0010.0563513121.4653787861.471513121.4383787861.3670.0270.1040.1084513145.7403787835.047513145.743

37、3787834.954-0.0030.0930.0935513020.7183787680.992513020.6823787680.9460.0360.0460.0586512964.7363787713.367512964.7253787713.2320.0110.1350.1367512930.5583787729.075512930.5843787729.156-0.026-0.0810.085,98,513101.821,3787913.727,513101.887,3787913.726,-0.066,0.001,0.066對于該地區(qū)來講,利用其統(tǒng)計(jì)表,可知DOM精度的統(tǒng)計(jì)為：在X

38、方向上,中誤差為0.043m,誤差最大值為-0.121m；在Y方向上,中誤差為0.053m,誤差極大值為0.135m；對于平面坐標(biāo)來講,其中誤差為0.068m,誤差最大值為0.136m依據(jù)根底地理信息數(shù)字成果1:500、1:1000和1:2000數(shù)字線化圖精度要求,1:500、1:1000和1:2000平原地區(qū)數(shù)字線化圖和數(shù)字正射影像平面精度要求分別為：0.3m、0.6m和1.2m,地形圖高程精度要求分別為：0.2m、0.2m和0.4m結(jié)果說明：該觀測區(qū)DOM精度都能滿足1:1000比例尺的精度要求.可知,像片航高即影像地面分辨率的大小對DOM數(shù)字產(chǎn)品的精度影響很大.結(jié)論及展望(一)結(jié)論隨著各

39、領(lǐng)域信息化、數(shù)字化建設(shè)進(jìn)程的日益加快,對信息數(shù)據(jù)的需求越來越迫切,尤其是測繪行業(yè),其對高分辨遙感影像的實(shí)時(shí)性、準(zhǔn)確性也提出了更高的要求,無人機(jī)低空數(shù)字?jǐn)z影測量技術(shù)是集成無人機(jī)、攝影測量、遙測、通訊、3S以及慣性導(dǎo)航測量等前沿新技術(shù)為一體的空間信息獲取系統(tǒng),具有“三高一低的特點(diǎn),即高機(jī)動性、高分辨率、高度集成和低本錢,已成功應(yīng)用于制作區(qū)域大比例尺地形圖、數(shù)字高程模型、數(shù)字正射影像等數(shù)字產(chǎn)品,使快速獲取國土、資源、環(huán)境等地理信息的空間要素成為了可能,已成為地理信息空間數(shù)據(jù)獲取的重要技術(shù)手段之一.本文在介紹無人機(jī)低空攝影測量系統(tǒng)以及關(guān)鍵技術(shù)根底上,詳細(xì)介紹了低空攝影測量成圖的精度分析,包括成圖的影響因素：影像的重疊度,像片旋偏角,航帶彎曲度以及航帶內(nèi)最大高差.并以廣西某大學(xué)某校區(qū)為例,詳細(xì)介紹了成圖的精度水平分