《無人機(jī)在工程驗(yàn)收中的應(yīng)用分析【11000字】》

無人機(jī)在工程驗(yàn)收中的應(yīng)用過程及案例分析1.1無人機(jī)傾斜攝影測(cè)量系統(tǒng)1.1.1系統(tǒng)介紹結(jié)合無人空中平臺(tái)上的GPS/IMU系統(tǒng)，以獲取更完整和準(zhǔn)確的地面物體信息，包括點(diǎn)云數(shù)據(jù)，數(shù)字拼寫圖像和使用適當(dāng)技術(shù)處理的3D模型攝影測(cè)量法，以及獲取點(diǎn)云數(shù)據(jù)和圖像控制點(diǎn)數(shù)據(jù)。UAV傾斜攝影測(cè)量系統(tǒng)的特點(diǎn)是起飛準(zhǔn)備時(shí)間短，易于操作和控制，沒有專用的起飛和降落空間，運(yùn)行成本低，圖像分辨率高以及對(duì)天氣條件（如云霧）的影響較小。該系統(tǒng)由以下部分組成：（1）無人機(jī)飛行平臺(tái)。無人機(jī)飛行平臺(tái)主要理解為配備有數(shù)碼相機(jī)和傳感器的無人機(jī)，以及參與攝影測(cè)量過程的航空公司，包括無人機(jī)主體，電源和起落架。（2）數(shù)碼相機(jī)。單反相機(jī)通常用于數(shù)碼相機(jī)。（3）導(dǎo)航控制系統(tǒng)。導(dǎo)航控制系統(tǒng)是無人機(jī)傾斜攝影測(cè)量系統(tǒng)的核心，它保證了無人機(jī)的一般航拍。它由GPS導(dǎo)航控制系統(tǒng)，IMU慣性導(dǎo)航傳感器，傳感器，飛行控制器等部分組成。進(jìn)行航空攝影時(shí)，飛行控制器是整個(gè)飛行的控制中心，并提供無人機(jī)的飛行路徑。（4）地面站。地面站包括監(jiān)視計(jì)算機(jī)，監(jiān)視軟件和廣播電臺(tái)。無線電臺(tái)管理來自無人機(jī)或其他機(jī)載設(shè)備的飛行控制系統(tǒng)的命令和數(shù)據(jù)傳輸，監(jiān)視飛行過程中的狀況并存儲(chǔ)關(guān)鍵數(shù)據(jù)。（5）數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)處理獲取的圖像數(shù)據(jù)。1.1.2系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)與傳統(tǒng)的測(cè)量技術(shù)相比，無人機(jī)傾斜攝影測(cè)量技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）操作簡(jiǎn)單，使用成本低無人機(jī)體積小，重量輕，易于攜帶，維護(hù)和修理，并且各個(gè)零件的成本低。由于高度自動(dòng)化，易于操作，易于學(xué)習(xí)和培訓(xùn)，減少了對(duì)操作員的培訓(xùn)時(shí)間以及減少了在任務(wù)上花費(fèi)的時(shí)間。由于起飛和降落很靈活，因此沒有特定的座位要求，也不需要租金。（2）高清晰度，真實(shí)效果UAV傾斜攝影測(cè)量法可以獲取有關(guān)不同角度的測(cè)量對(duì)象圖像的信息。（3）因天氣和地理限制小該無人機(jī)的飛行高度較低，易于在空中使用。由于它可以在超低空飛行，因此即使在惡劣的天氣下，也可以在云層下進(jìn)行空中攝影并順利完成空中攝影任務(wù)，因此受天氣條件的影響較小。1.2無人機(jī)傾斜攝影測(cè)量的作業(yè)流程1.1.1總體作業(yè)流程無人機(jī)傾斜攝影測(cè)量工作流程主要由兩部分組成：現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)收集和內(nèi)部數(shù)據(jù)處理。具體工作流程如圖1.1所示。圖1.1無人機(jī)傾斜攝影測(cè)量工作流程1.1.2航線規(guī)劃設(shè)計(jì)飛行之前，必須首先根據(jù)得出的要求計(jì)算飛行中的航拍因子，并計(jì)劃和設(shè)計(jì)無人機(jī)航拍路線，例如確定像片的放大倍率，確定飛行高度和航行速度，路線建立，路線長(zhǎng)度，參數(shù)計(jì)算。（1）劃分航攝分區(qū)在無人機(jī)航拍期間，特別是對(duì)于航拍，相對(duì)不規(guī)則的地形和復(fù)雜的航拍等相對(duì)廣泛的航拍，它們對(duì)調(diào)查區(qū)域的地形波動(dòng)敏感。1-2班航班無法滿足項(xiàng)目的需求，在那時(shí)，合理地對(duì)測(cè)量區(qū)域進(jìn)行空氣分割尤為重要。合理的分隔不僅可以確保航拍和無人機(jī)成像結(jié)果符合精度要求，而且可以減少航拍次數(shù)，縮短航拍周期，節(jié)省勞力和物力。航空攝影以獲取圖像。根據(jù)劃分的航空射擊區(qū)域的基本原理，在收集的地形圖或DEM中將航空射擊區(qū)域劃分為幾個(gè)航空射擊區(qū)域，這些區(qū)域按從左到右，從上到下的順序編號(hào)。在分離過程中，地形分辨率和攝像機(jī)參數(shù)通常是固定的，因此航空攝影部門主要考慮地形因素的影響。地形不規(guī)則會(huì)影響航空攝影中的重疊程度以及圖像的準(zhǔn)確性。根據(jù)不平坦地形的條件，空中攝影區(qū)域可分為平原和山區(qū)。對(duì)于平坦區(qū)域，分割相對(duì)簡(jiǎn)單，在分割航空攝影時(shí)應(yīng)遵循以下分割原則。1）區(qū)域邊框通常應(yīng)與卡的配置文件相符。2）該區(qū)域的地形高程差應(yīng)最小，通常不超過相對(duì)高度的1/4。對(duì)于大于1：8000的航空攝影放大倍率，通常小于相對(duì)高度的1/6。3）如果高程差異突然變化，地形特征存在明顯差異或特殊要求，則可以沿地圖輪廓線劃分航空攝影區(qū)域。4）該區(qū)域的地形類型，場(chǎng)景對(duì)比度和浮雕類型應(yīng)盡可能保持一致。5）截面的最小尺寸可根據(jù)圖紙比例確定。通常，航拍部分的范圍應(yīng)盡可能大。在某些分區(qū)中，使用了數(shù)據(jù)空間加密處理方法3和處理方法，并且還必須考慮圖像檢查點(diǎn)的布局。6）劃分空中射擊區(qū)域時(shí)，請(qǐng)考慮要進(jìn)行空中射擊的飛機(jī)前方的安全距離和安全高度。安全距離內(nèi)的安全高度會(huì)影響區(qū)域間隔和參考平面的選擇。地形不平坦的地區(qū)相對(duì)復(fù)雜，例如山區(qū)或山區(qū)與平原交匯的地區(qū)。分區(qū)原則是根據(jù)山脈的方向，根據(jù)山區(qū)的海拔和方向劃分的，因此可以大大降低航空攝影對(duì)重疊程度的影響。其次，在山區(qū)劃分區(qū)域時(shí)應(yīng)考慮到被調(diào)查地區(qū)的多次飛行。（2）確定攝影的比例航空攝影膠片的第1部分與地面上相應(yīng)的水平距離L的比是光標(biāo)，也稱為光標(biāo)。像片的比例越大，地面上圖像的分辨率越高，并且穿刺點(diǎn)和穿刺點(diǎn)的測(cè)量精度也越高。這更有利于圖像的解釋和提高圖像的準(zhǔn)確性，但是像片的比例越大，負(fù)載就越大，因此，在選擇像片的比例時(shí)，應(yīng)考慮以下要求：射擊的準(zhǔn)確性和制圖周期成本和項(xiàng)目成本。像片比例尺的選擇應(yīng)根據(jù)攝影比例來決定。（3）航高設(shè)計(jì)在航空攝影之前計(jì)算的飛行高度是相對(duì)飛行高度，是確定航空相機(jī)飛行的主要數(shù)據(jù)。設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)是工作步驟圖紙比例，地形分辨率，像素大小，主攝像機(jī)距離和其他攝像機(jī)參數(shù)。高度的差異直接影響像片比例尺的原始設(shè)計(jì)和像片重疊程度。通常，飛機(jī)在進(jìn)行航空攝影時(shí)難以準(zhǔn)確地維持飛行高度，從而導(dǎo)致航空攝影之間的高度差。（4）航速設(shè)計(jì)為了確保無人機(jī)在丘陵地形，城市建筑的高層地區(qū)以及狹窄山谷之間的低海拔地區(qū)的安全，無人機(jī)不會(huì)以其最大速度飛行。當(dāng)它起作用時(shí)，您需要緩慢飛行。其次，必須在飛行之前合理地計(jì)算空速，以使圖像清晰。飛行速度不能太高或太低。（5）航線設(shè)計(jì)航線設(shè)計(jì)的質(zhì)量直接決定了攝影區(qū)域的圖像質(zhì)量。設(shè)計(jì)路線時(shí)，必須充分考慮攝影區(qū)域的高度，分辨率和重疊部分的基本要求，選擇合適的相機(jī)，計(jì)算高度，設(shè)置像片基線的大小和反算的空間，以及最終設(shè)計(jì)路線。它結(jié)合了這些元素。它覆蓋了整個(gè)測(cè)量區(qū)域。航線敷設(shè)時(shí)，請(qǐng)遵循以下原則：1）通常，在設(shè)計(jì)航線時(shí)，應(yīng)根據(jù)東西方向來規(guī)劃飛機(jī)的飛行方向。2）計(jì)算的軌跡必須與地圖輪廓平行，并且攝影區(qū)域邊緣的第一個(gè)和最后一個(gè)軌跡必須投影在攝影區(qū)域的邊界之上或之外。如果使用GPS進(jìn)行導(dǎo)航，則需要計(jì)算每條路線上第一個(gè)和最后一個(gè)測(cè)量站的坐標(biāo)。3）計(jì)算最高點(diǎn)的效果，以根據(jù)地圖框的中心線或地圖框的公共地圖輪廓放置在相鄰的兩行中時(shí)，提供調(diào)查區(qū)域邊界的地圖輪廓。如果無法保證計(jì)算結(jié)果，將及時(shí)調(diào)整天線變焦。4）如果在攝影區(qū)域中存在水、草地、沙漠等表面性能較差的表面，則將其盡可能地排除在一張圖像之外，這有助于對(duì)圖像進(jìn)行后處理。提高匹配具有相同名稱的圖像點(diǎn)的準(zhǔn)確性。5）為了在實(shí)際飛行中覆蓋整個(gè)航空測(cè)量區(qū)域，在設(shè)計(jì)軌跡時(shí)，反算的覆蓋范圍應(yīng)超出測(cè)量區(qū)域的邊界至少50%的圖像框，并且方向性覆蓋范圍至少應(yīng)為2-3個(gè)基線。（6）確定航攝時(shí)間天氣因素通常會(huì)影響航空攝影的質(zhì)量和準(zhǔn)確性，需要注意航拍的時(shí)間。1）選擇一個(gè)陽光明媚，大氣透明的季節(jié)，并避免在北方過冬。2）避免雪，洪水，霧等惡劣天氣，選擇晴天以保持圖像真實(shí)清晰。3）在沙漠、戈壁、森林等反射強(qiáng)烈的地方，通常在中午前后不拍照2小時(shí)，而在山地陡峭，高層建筑的城市中，空中攝影不到1小時(shí)，中午最好。1.1.3外業(yè)數(shù)據(jù)采集在正式開始航空調(diào)查站點(diǎn)數(shù)據(jù)收集之前，必須先對(duì)無人機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行飛行和測(cè)試調(diào)查，并且在確認(rèn)設(shè)備參數(shù)處于正常工作狀態(tài)之后，才能正式開始航空調(diào)查。無人機(jī)傾斜攝影測(cè)量系統(tǒng)用于現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)收集的實(shí)現(xiàn)過程和注意事項(xiàng)如下：（1）選擇沒有平坦地形，陡峭的山脊和樹樁的起降點(diǎn)，并確定航拍像片的數(shù)量和順序。（2）起飛前，請(qǐng)根據(jù)各項(xiàng)目的檢查內(nèi)容，仔細(xì)檢查設(shè)備的電源、航路點(diǎn)等是否處于正常狀態(tài)。（3）將項(xiàng)目路線數(shù)據(jù)輸入到無人機(jī)飛行控制系統(tǒng)中，并通過地面監(jiān)視系統(tǒng)操作無人機(jī)起飛計(jì)劃的路線。（4）當(dāng)無人機(jī)飛行到適當(dāng)?shù)母叨葧r(shí)，相機(jī)會(huì)根據(jù)預(yù)先獲取的像片點(diǎn)自動(dòng)捕獲像片，以獲取地面像片。飛行時(shí)，必須根據(jù)指定的高度和投影以直線飛行方向，每個(gè)路徑必須彼此平行。（5）POS系統(tǒng)會(huì)在拍攝像片時(shí)記錄無人機(jī)位置的各種參數(shù)。像片數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在相機(jī)隨附的存儲(chǔ)卡中，而POS數(shù)據(jù)和飛行路徑數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在飛行控制系統(tǒng)的內(nèi)存中。（6）無人機(jī)平臺(tái)使用無線傳輸信道將飛行和設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)降孛姹O(jiān)視系統(tǒng)。（7）在飛行過程中，地勤人員必須執(zhí)行三個(gè)監(jiān)視任務(wù)，以監(jiān)視高度、速度和飛行軌跡。它監(jiān)視發(fā)動(dòng)機(jī)速度，飛行速度和地面速度。隨時(shí)檢查像片的數(shù)量和質(zhì)量。（8）實(shí)時(shí)監(jiān)控飛機(jī)的飛行狀態(tài)和運(yùn)行狀態(tài)，跟蹤無人機(jī)是否按照給定的航線和高度飛行，并觀察正常的飛行位置和傳感器數(shù)據(jù)。如果出現(xiàn)問題，需要發(fā)送指示以及時(shí)更改飛行計(jì)劃。1.1.4像控點(diǎn)布設(shè)與施測(cè)像控點(diǎn)的選擇和位置會(huì)極大地影響最終結(jié)果的準(zhǔn)確性。因此，在現(xiàn)場(chǎng)為圖像選擇控制點(diǎn)時(shí)，必須遵循控制點(diǎn)的位置原則，并選擇適合該控制點(diǎn)在現(xiàn)場(chǎng)的位置的方案。1.1.4.1像控點(diǎn)的布設(shè)原則在實(shí)際工程勘測(cè)中，圖像參考點(diǎn)坐標(biāo)測(cè)量適用于大多數(shù)地形參考點(diǎn)測(cè)量方法和精度要求。因此，根據(jù)對(duì)低空攝影測(cè)量的內(nèi)部和外部工業(yè)制圖精度的要求，圖像控制點(diǎn)的位置必須遵循以下原則：（1）希望通過同時(shí)測(cè)量同一位置上的平面點(diǎn)和高程點(diǎn)來形成高程點(diǎn)。（2）不僅限于一幅圖像，還可以沿路徑在整個(gè)拍攝區(qū)域上均勻放置像片控制點(diǎn)。（3）在難以到達(dá)的區(qū)域，應(yīng)在使用無人機(jī)航拍成像之前將更清晰的地標(biāo)設(shè)置為參考點(diǎn)，以提高后續(xù)尖峰的準(zhǔn)確性并提高參考點(diǎn)的可靠性。（4）通常，圖像控制點(diǎn)應(yīng)放置在相鄰圖像對(duì)或相鄰條紋之間的交疊處。在幾乎沒有或沒有橫向重疊的區(qū)域中，必須將這些點(diǎn)分開放置。（5）請(qǐng)勿將參考點(diǎn)放置在距離像片邊緣不超過1厘米的位置。由于像片的邊緣會(huì)受到天氣和光照條件的影響，因此像片的邊緣會(huì)變形，并且投影誤差會(huì)增加，這不利于像片的解讀和打孔。（6）通常情況下，應(yīng)在三個(gè)重疊標(biāo)題和反算重疊的中間選擇圖像參考點(diǎn)。如果不容易展開，也可以將其堆疊在行進(jìn)方向的重疊部分。放置控制點(diǎn)時(shí)，應(yīng)將它們盡可能地放置在標(biāo)準(zhǔn)位置（例如，直線的周長(zhǎng)）。這里的主要點(diǎn)垂直于方位線。1.1.4.2像控點(diǎn)的布設(shè)方案由于相鄰的像片相互重疊，因此需要一定數(shù)量的控制點(diǎn)來校正像片。圖像的控制點(diǎn)的坐標(biāo)可以局部地或局部地確定。其中，所有圖像控制點(diǎn)都在一個(gè)稱為“全場(chǎng)點(diǎn)”的場(chǎng)中測(cè)量，而某些需要在一個(gè)場(chǎng)中測(cè)量的圖像控制點(diǎn)稱為“局部場(chǎng)點(diǎn)”。在正常情況下，全場(chǎng)布局用于對(duì)地圖繪制精度有較高要求，改善的地形條件和小規(guī)模測(cè)量的測(cè)量，但是該領(lǐng)域的工作量非常大。在部分場(chǎng)分布的情況下，要測(cè)量的場(chǎng)控制點(diǎn)數(shù)量很少。房間使用三重空中加密方法，并且在進(jìn)行調(diào)整后確定所有保持點(diǎn)的平面坐標(biāo)和高度。通常情況下，圖像斷點(diǎn)布局使用散布方法而不是整個(gè)字段，并且只有少量的斷點(diǎn)被展開?；静季秩缦拢海?）航帶網(wǎng)法布點(diǎn)方案航帶網(wǎng)法布點(diǎn)方案按照安全帶網(wǎng)絡(luò)部署計(jì)劃。如果減少誤差的傳播以控制結(jié)果的準(zhǔn)確性，則需要限制兩個(gè)相鄰控制點(diǎn)之間的距離以及單獨(dú)的基線數(shù)。航帶網(wǎng)法主要包括以下布局配置：1）6點(diǎn)法。此方法是最常見的分發(fā)形式，也是規(guī)劃安全帶網(wǎng)絡(luò)分發(fā)中常用的方法。如果使用單一像片覆蓋方法，并且LAN上的圖像少于16張，請(qǐng)使用6點(diǎn)方法分別放置平坦點(diǎn)和高點(diǎn)。2）8點(diǎn)法。該方法包括在每條飛行線上放置8個(gè)水平控制點(diǎn)。當(dāng)使用將一幅圖像與一幅圖像重疊的方法時(shí)，如果網(wǎng)絡(luò)中的圖像多于16個(gè)且少于48個(gè)，則水平點(diǎn)和高點(diǎn)將對(duì)齊為8點(diǎn)。3）5點(diǎn)法。當(dāng)特定空氣帶的長(zhǎng)度在最長(zhǎng)空氣帶網(wǎng)絡(luò)的50%-70%范圍內(nèi)時(shí)，使用此方法。布局基于五點(diǎn)方案。（2）區(qū)域網(wǎng)法布點(diǎn)方案使用區(qū)域網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)時(shí)，請(qǐng)根據(jù)圖像對(duì)的數(shù)量劃分區(qū)域，并且最大區(qū)域不能超過該值。在該區(qū)域周圍，將通過高程點(diǎn)和平坦高度點(diǎn)連接的區(qū)域中的圖像對(duì)總數(shù)加起來，以形成圖像對(duì)總數(shù)。如果有一對(duì)基線相交于周圍控制點(diǎn)線一半以上的圖像，則將它們視為圖像對(duì)。在調(diào)查區(qū)域中，如果航空影像的平行重疊滿足要求，則通常不超過6條航線。在對(duì)網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)進(jìn)行定位時(shí)，根據(jù)沿平面圖的平面點(diǎn)和提升點(diǎn)的驗(yàn)證準(zhǔn)則，獲得原始點(diǎn)圖像的參考線號(hào)，方向間距和橫向方向，并將這些點(diǎn)以合理的方式安排。1.1.4.3像控點(diǎn)施測(cè)相應(yīng)像控點(diǎn)的測(cè)量過程通常使用一個(gè)基站的RTK方法。如果整個(gè)區(qū)域的通信條件相對(duì)復(fù)雜，也可以使用后處理方法動(dòng)態(tài)地測(cè)量它們。測(cè)量期間，RTK控制站和流動(dòng)站必須滿足以下條件：（1）RTK基準(zhǔn)站必須滿足以下條件。1）如果需要使用移動(dòng)通信發(fā)送數(shù)據(jù)，則必須在基站選擇過程中選擇可以接收移動(dòng)通信信號(hào)的區(qū)域和位置。2）必須正確設(shè)置隨機(jī)軟件的各種參數(shù)，尤其是與系統(tǒng)相對(duì)應(yīng)的專用設(shè)備的類型。3）必須準(zhǔn)確建立基站和各種數(shù)據(jù)單元的實(shí)際坐標(biāo)。（2）在移動(dòng)控制站RTK的測(cè)量過程中，必須滿足以下條件：1）首先，必須使用數(shù)據(jù)收集器來轉(zhuǎn)換流動(dòng)站中使用的坐標(biāo)系的參數(shù)，以確保服務(wù)控制中心之間的順暢通信。2）最好不要將RTK移動(dòng)臺(tái)安裝在一些隱蔽的地方，尤其是那些需要遠(yuǎn)離水體或強(qiáng)烈電磁干擾的地方。3）需要在觀察之前初始化設(shè)備以獲得固定的解決方案，如果長(zhǎng)時(shí)間無法獲得固定的解決方案，則需要斷開通信通道并再次執(zhí)行初始化操作。4）如果發(fā)現(xiàn)衛(wèi)星信號(hào)在運(yùn)行過程中不同步，則必須重新初始化系統(tǒng)，并在繼續(xù)運(yùn)行之前對(duì)匹配點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量并認(rèn)為合格。5）應(yīng)該在每次操作之前或重新設(shè)定特定參考站之后執(zhí)行適當(dāng)?shù)囊阎阅茯?yàn)證點(diǎn)。對(duì)于平面坐標(biāo)，坐標(biāo)差必須在7厘米以內(nèi)。6）在測(cè)量RTK平面控制點(diǎn)的坐標(biāo)的過程中，殘余轉(zhuǎn)換誤差也應(yīng)控制在±2cm之內(nèi)。1.1.5空中三角測(cè)量空中三角測(cè)量（空三加密）是無人機(jī)航空攝影系統(tǒng)中內(nèi)部數(shù)據(jù)處理的重要步驟。使用少量控制點(diǎn)坐標(biāo)，可以解析模型的方向的未知點(diǎn)坐標(biāo)和圖像的向外方向元素，以及隨后的大地測(cè)量和制圖產(chǎn)品。在制造過程中，空三加密精度通常會(huì)直接影響整個(gè)過程的質(zhì)量和數(shù)字制圖結(jié)果。這主要是使用適當(dāng)?shù)闹С周浖硗瓿傻?，具體過程如下：圖1.2空三加密作業(yè)流程圖1.3無人機(jī)傾斜攝影測(cè)量的精度影響因素1.3.1影像畸變誤差在使用無人機(jī)進(jìn)行航空攝影的過程中，無人機(jī)通常會(huì)改變空中位置，并受到不平坦地形的影響，這可能會(huì)導(dǎo)致最終圖像出現(xiàn)某些失真。無人機(jī)圖像失真的主要原因是系統(tǒng)性和非線性因素。系統(tǒng)性因素主要包括CCD布局誤差和照相鏡頭的非線性畸變。非系統(tǒng)性因素與傳感器外部定向因素的變化，無人機(jī)高度的變化，傳感器位置的不穩(wěn)定性以及不平坦地形的影響有關(guān)。（1）鏡頭畸變差鏡頭畸變主要包括CCD布局誤差和光學(xué)畸變。光學(xué)畸變主要包括徑向畸變和離心畸變。實(shí)際上，由于星座圖沿徑向方向的一定偏移而發(fā)生徑向變形，這具有明顯的對(duì)稱性，因此有時(shí)被稱為對(duì)稱性。徑向變形微弱。離心畸變的主要原因是透鏡的光學(xué)和幾何中心之間的不匹配。（2）外方位元素的影響進(jìn)行航測(cè)攝影時(shí)，如果外部方向元素偏離理想位置，則關(guān)鍵點(diǎn)的像平面坐標(biāo)誤差表示由于變形而引起的誤差。主要結(jié)果是整個(gè)圖像都會(huì)經(jīng)過一定程度的變換，旋轉(zhuǎn)和調(diào)整大小。但是它們都是線性變化。（3）地形起伏的影響在無人機(jī)傾斜攝影測(cè)量中，如果地形不平坦，則像片將無法正確投影，從而導(dǎo)致圖像變形并影響圖像的準(zhǔn)確性。1.3.2影像采集誤差成像誤差主要包括巡航速度誤差和飛行質(zhì)量誤差。（1）巡航速度導(dǎo)致的誤差在低空航拍過程中，無人機(jī)通常有一些特定的基本要求。首先，必須確保在低空飛行期間無人機(jī)的安全，其次，必須確保獲得令人滿意的圖像質(zhì)量。根據(jù)這一要求，提出了低速要求，因?yàn)樗俣葧?huì)影響無人機(jī)的安全性和圖像移動(dòng)。由于無人機(jī)航拍系統(tǒng)通常配備的攝像頭不是為測(cè)量而設(shè)計(jì)的，因此通常沒有圖像運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償設(shè)備。打開相機(jī)后，傳感器也會(huì)根據(jù)飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)而運(yùn)動(dòng)。因此，在整個(gè)成像過程中，一定數(shù)量的拖影將顯示在航向上，并且圖像片段的分辨率將影響無人機(jī)傾斜攝影測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。（2）因飛行質(zhì)量而導(dǎo)致的誤差無人機(jī)體積輕巧，在空中射擊任務(wù)中很容易受到氣流變化的影響。飛行過程中的姿勢(shì)不穩(wěn)定性會(huì)導(dǎo)致像片傾斜，像片變形以及飛行皮帶彎曲。較大且不一致的像片疊加層和高低差異會(huì)產(chǎn)生無法匹配以產(chǎn)生一致結(jié)果的圖像。1.3.3像控點(diǎn)誤差像片控制測(cè)量是指在空中三角測(cè)量（空中三角測(cè)量）中或直接在調(diào)查區(qū)域中用于定向地圖繪制的，在平面中的位置和光導(dǎo)點(diǎn)的高程的測(cè)量。圖像控制點(diǎn)是在數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量中對(duì)航空照片進(jìn)行加密和映射的三種主要方法的基礎(chǔ)。圖像控制點(diǎn)布局，平面位置和高度測(cè)量的某些方法直接影響航空照片的后續(xù)處理，3D映射、3D建模等的精度。圖像控制點(diǎn)的測(cè)量精度以及其局限性可見點(diǎn)的準(zhǔn)確性。（1）像控點(diǎn)布設(shè)方案引起的誤差圖像控制點(diǎn)布局計(jì)劃的有效性直接影響到圖像控制點(diǎn)的測(cè)量和計(jì)算以及處理精度和圖像精度。（2）像控點(diǎn)測(cè)量引起的誤差GPS-RTK方法通常用于測(cè)量圖像控制點(diǎn)。因此，圖像控制點(diǎn)測(cè)量的準(zhǔn)確性取決于影響GPS-RTK準(zhǔn)確性的因素，包括與GPS衛(wèi)星相關(guān)的誤差，與接收機(jī)相關(guān)的誤差，與信號(hào)傳播相關(guān)的誤差等。（3）像控點(diǎn)刺點(diǎn)引起的誤差就像控點(diǎn)刺點(diǎn)而言，由于無人機(jī)的飛行區(qū)域通常相對(duì)較小，因此可部署的像控點(diǎn)刺點(diǎn)范圍相對(duì)較小，在整個(gè)任務(wù)飛行過程中可能無法檢測(cè)到。所選表面對(duì)象的形狀是否清晰，圖像對(duì)比度是否完美以及可見的顛簸點(diǎn)的狀況（尤其是在很遠(yuǎn)的區(qū)域），都會(huì)影響該行業(yè)的圖像控制動(dòng)量點(diǎn)（是否正確）位置，從而影響準(zhǔn)確性。1.3.4空三加密誤差影響空中三角測(cè)量誤差的因素主要包括以下幾個(gè)方面：（1）圖像控制點(diǎn)精度和圖像分辨率圖像分辨率和圖像控制點(diǎn)精度直接影響圖像精度和定位精度。提高圖像控制點(diǎn)精度和圖像分辨率可確保平穩(wěn)的空中運(yùn)動(dòng)和空中精度。（2）量測(cè)精度當(dāng)使用射線方法對(duì)測(cè)量點(diǎn)進(jìn)行加密時(shí)，首先，需要非常高的精度來觀察測(cè)量的坐標(biāo)，但是在特定的測(cè)量過程中，這些平均誤差和總誤差通常是不可避免的。錯(cuò)誤通常與地面檢查站和各種人工加密點(diǎn)相關(guān)。（3）平差計(jì)算精度光束法平差方法基本上將場(chǎng)控制點(diǎn)提供的相應(yīng)坐標(biāo)值用作整個(gè)系統(tǒng)的觀測(cè)值，并通過該值可以枚舉相應(yīng)的誤差方程式。必須為各個(gè)元素分配適當(dāng)?shù)臋?quán)重，然后使用要加密的點(diǎn)的相應(yīng)誤差方程式同時(shí)求解。1.3.5內(nèi)業(yè)立體測(cè)量誤差在航測(cè)數(shù)字化測(cè)圖系統(tǒng)中進(jìn)行立體測(cè)量是在無人機(jī)中處理航空攝影數(shù)據(jù)的整個(gè)過程中最頻繁的人為干預(yù)，這將不可避免地導(dǎo)致在獲取人為測(cè)量數(shù)據(jù)時(shí)出現(xiàn)許多錯(cuò)誤。生產(chǎn)人員的可操作性，技能水平和工作條件等因素將降低所得地形圖的準(zhǔn)確性，尤其是這將影響一組特征和地形的準(zhǔn)確性。在平面精度方面，圖像質(zhì)量更好，并且沒有遮蓋或陰影。建筑物邊緣的明顯誤差通常為1-2像素；建筑物邊緣的常見錯(cuò)誤是2-3像素；一般特征為3-4像素；地貌線、地類界線等為4-5像素，例如地形線和陸地邊界。較差的圖像質(zhì)量會(huì)增加由于暗圖像和陰影而引起的錯(cuò)誤。關(guān)于分級(jí)準(zhǔn)確度的影響，生產(chǎn)人員能否準(zhǔn)確獲得實(shí)際分級(jí)，取決于操作員的可操作性和技能，直接影響到成果的精度。2測(cè)繪新技術(shù)在建筑工程驗(yàn)收中的應(yīng)用實(shí)例2.1項(xiàng)目概況該建設(shè)項(xiàng)目包括兩個(gè)部分：研究綜合體和汽車展覽館?？偣步ㄔ炝?2座建筑物，總建筑面積為158，000平方米。該項(xiàng)目的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)如下：（1）研究設(shè)施塔高171.3m，并具有彎曲的三角形外觀。建筑輪廓由復(fù)雜的曲線組成。每層具有不同的輪廓曲線，并且曲率半徑從標(biāo)準(zhǔn)層到頂層減小。（2）生產(chǎn)建筑物的形狀具有弧形倒角，并且外壁具有金屬幕墻和玻璃幕墻以適應(yīng)弧形結(jié)構(gòu)的凹凸線。（3）弧形結(jié)構(gòu)占整個(gè)建筑的80%。外部框架梁和一些內(nèi)部連接梁是由多個(gè)中心驅(qū)動(dòng)的具有許多彎曲的弧形梁，并且空間的內(nèi)部布局很復(fù)雜。2.2技術(shù)路線與工作流程2.1.1技術(shù)路線該項(xiàng)目（見圖4.1）很難測(cè)量研究大樓塔頂最高點(diǎn)的高度。金屬幕墻和玻璃幕墻的反射效果不是很好。建筑物的彎曲結(jié)構(gòu)包含大量數(shù)據(jù)和現(xiàn)場(chǎng)收集的幾層數(shù)據(jù)，效率低下，例如內(nèi)部數(shù)據(jù)處理與建設(shè)項(xiàng)目計(jì)劃內(nèi)容和完工測(cè)量相結(jié)合：（1）查看圖紙；（2）控制測(cè)量；（3）測(cè)量建筑物（構(gòu)筑物）在平面上的位置及相關(guān)因素，例如其自身的長(zhǎng)度和寬度；（4）測(cè)量相關(guān)元素，例如建筑物（結(jié)構(gòu)）的高度；（5）測(cè)量和計(jì)算建筑面積；（6）探索和繪制當(dāng)前的地形圖，其他輔助對(duì)象和相關(guān)功能；（7）規(guī)劃四至距離關(guān)系標(biāo)注；（8）平面布局及其他規(guī)劃要素的計(jì)量；（9）與計(jì)劃指標(biāo)的比較和描述。成功完成檢查和項(xiàng)目批準(zhǔn)，再結(jié)合國(guó)內(nèi)最佳的工程建設(shè)實(shí)踐，形成了如圖4.2所示的工作流程。圖4.1某建設(shè)項(xiàng)目圖4.2某建設(shè)項(xiàng)目規(guī)劃竣工測(cè)量技術(shù)路線2.1.2工作流程2.1.1.1控制測(cè)量為了對(duì)該項(xiàng)目的建設(shè)項(xiàng)目進(jìn)行最終規(guī)劃調(diào)查，首先，根據(jù)工地條件和運(yùn)營(yíng)目標(biāo)，將控制點(diǎn)P1-P13設(shè)置在總共13個(gè)控制點(diǎn)中。使用JNCORS測(cè)量網(wǎng)絡(luò)RTK。在開始工作之前，首先檢查已知控制點(diǎn)并確定平面中已知點(diǎn)的位置（水平和垂直分量的平方和為平方根），其差值≤±5cm，高度差≤±5cm。在操作過程中，請(qǐng)使用LeicaGS12GPS接收器并將天線安裝在三腳架上。每個(gè)參考點(diǎn)的觀察次數(shù)至少為3，每次測(cè)量的觀察間隔至少為60秒，觀察次數(shù)也是如此。時(shí)期至少為30，觀測(cè)到的GPS衛(wèi)星數(shù)為5-10，采樣間隔為1s，最大PDOP值為4.420。控制點(diǎn)的距離和坐標(biāo)是使用全站儀確定的。實(shí)際邊長(zhǎng)與后部計(jì)算出的邊長(zhǎng)之間的相對(duì)誤差小于或等于1/10000。如果距離超過限制，則會(huì)進(jìn)行距離校正并顯示位置。同時(shí)，在控制測(cè)量操作的過程中，滿足以下要求：（1）完成計(jì)劃調(diào)查的平面控制原點(diǎn)是基于鄰近的城市調(diào)查控制點(diǎn)。（2）海拔控制的起點(diǎn)不應(yīng)低于相關(guān)的城市規(guī)劃法規(guī)規(guī)范。（3）在測(cè)量高度調(diào)整時(shí)應(yīng)使用附線，并且在從數(shù)字得分開始到閉合的閉環(huán)情況下，首先檢查該點(diǎn)是否正確升高。（4）使用網(wǎng)絡(luò)RTK進(jìn)行檢查點(diǎn)分發(fā)必須滿足以下要求。1）獲得固定的RTK解決方案并穩(wěn)定收斂后記錄觀測(cè)值。2）嚴(yán)禁將RTK視為界標(biāo)，PDOP值應(yīng)小于60。3）經(jīng)度和緯度的精度為0.00001英寸，平面坐標(biāo)和高度坐標(biāo)的精度為0.00lm。4）將鋼釘插入人行道或其他堅(jiān)固的地板上作為錨固標(biāo)記。5）結(jié)果取三個(gè)測(cè)回的中位數(shù)。該解決方案使用固定解，測(cè)量之間的平面坐標(biāo)分量差的最大值為0.017m，高程差最大為0.027m，平面點(diǎn)的最大精度為0.020m，高度的最大精度為0.030。米符合其他數(shù)據(jù)規(guī)范要求。完成控制點(diǎn)的布局和測(cè)量后，根據(jù)全站儀后視圖的定位方法確定控制點(diǎn)的距離和坐標(biāo)。全站儀數(shù)據(jù)與理論數(shù)據(jù)的平面坐標(biāo)分量之差的最大值為0.019m，高度差的最大值為0.029m。反算和后部的實(shí)際邊長(zhǎng)之間的相對(duì)誤差是預(yù)期的反算邊長(zhǎng)≤1/10000，符合技術(shù)要求。2.1.1.2高度測(cè)量該項(xiàng)目將鋼尺測(cè)量，水平測(cè)量，與激光測(cè)距儀的三角測(cè)量相結(jié)合的高度測(cè)量，全站儀的平行測(cè)量以及與無人駕駛飛機(jī)進(jìn)行的低空攝影測(cè)量相結(jié)合，以測(cè)量室內(nèi)水平，地板高度和建筑物高度?？紤]到建筑物穹頂?shù)母吒叨群蜏y(cè)量的復(fù)雜性，該項(xiàng)目使用在電磁范圍內(nèi)測(cè)量三角形高度的方法和測(cè)量方法，充分探索了新技術(shù)和新方法在工業(yè)實(shí)踐中的應(yīng)用。使用無人飛行器的測(cè)量方法和攝影測(cè)量方法。比較和分析建筑物最高點(diǎn)的高度。為了提高測(cè)量精度并確保結(jié)果的質(zhì)量，請(qǐng)?jiān)陔姶啪嚯x的三角高度測(cè)量中使用儀器高度或絕對(duì)高度方法進(jìn)行兩次測(cè)量。如果兩次之間的差為100mm或更小，則將平均值作為最終觀察值。在并行測(cè)量中，全站儀不需要定向，并充分利用了諸如選擇最佳視角和高測(cè)量精度之類的優(yōu)勢(shì)。在項(xiàng)目周圍的建筑物中安裝測(cè)站，以減小測(cè)站與目標(biāo)之間的高度差，并提高測(cè)量精度。在低空無人機(jī)攝影測(cè)量中，首先使用基于3D后方交叉模型的測(cè)試站點(diǎn)校準(zhǔn)方法對(duì)相機(jī)進(jìn)行校準(zhǔn)，然后執(zhí)行航拍以獲得高分辨率圖像。采用航測(cè)法進(jìn)行空三加密，以創(chuàng)建DEM，DOM和點(diǎn)時(shí)，將使用航測(cè)方法。使用云數(shù)據(jù)創(chuàng)建真實(shí)的3D模型，然后根據(jù)真實(shí)的3D模型測(cè)量建筑物的高度，以獲取建筑物的高度。表5.2顯示了在穹頂?shù)淖罡唿c(diǎn)獲得的結(jié)果。表4.1建筑物高度測(cè)量成果(單位：m)2.1.1.3輪廓測(cè)量與面積核算在建筑工地范圍內(nèi)測(cè)量其他當(dāng)前屬性，例如預(yù)留的建筑物、道路、綠地、單個(gè)輔助對(duì)象等，這些屬性與“建筑項(xiàng)目計(jì)劃許可證”中的圖相對(duì)應(yīng)，并注意標(biāo)明的相應(yīng)信息。在計(jì)算面積時(shí)，有必要計(jì)算建筑項(xiàng)目的總建筑面積，每棟建筑的建筑面積和每層建筑的建筑面積，并指出建筑物的特征。檢查建筑物的橫向長(zhǎng)度，并確保尺寸之間沒有矛盾。建筑物外部框架的整個(gè)側(cè)面的長(zhǎng)度和套筒的內(nèi)軸線的側(cè)面的長(zhǎng)度必須對(duì)應(yīng)于由幾何形狀形成的側(cè)面的長(zhǎng)度的閉合幾何依賴性。截面中測(cè)得的邊長(zhǎng)之和應(yīng)與總邊長(zhǎng)相對(duì)應(yīng)。如果不好，則必須在處理分布后進(jìn)行計(jì)算。另外，在繪制地形圖時(shí)，要根據(jù)約定的圖層管理要求，注意完成建筑物的多層圖形信息，清楚地計(jì)算出整個(gè)建筑物比例尺的范圍線，計(jì)算建筑物比例尺和建筑物的一半規(guī)模，不計(jì)算細(xì)節(jié)范圍線。在該項(xiàng)目中，考慮到玻璃幕墻和金屬幕墻的弧形輪廓和低反射效果，使用不帶棱鏡的全站儀，3D激光掃描測(cè)量和無人機(jī)傾斜攝影測(cè)量法進(jìn)行測(cè)量。在不使用激光全站儀棱鏡的情況下使用測(cè)量來收集建筑物的關(guān)鍵點(diǎn)時(shí)，需要根據(jù)建筑物倒角弧的設(shè)計(jì)收集盡可能多的建筑物輪廓關(guān)鍵點(diǎn)，然后調(diào)整建筑物拱形的輪廓根據(jù)收集的點(diǎn)（如圖4.3所示）進(jìn)行建筑物輪廓的確定和面積的計(jì)算。圖4.3全站儀測(cè)量點(diǎn)位數(shù)據(jù)和擬合后建筑物輪廓使用3D激光掃描儀進(jìn)行測(cè)量時(shí)，首先在控制點(diǎn)安裝3D激光掃描儀，在主塔內(nèi)部和周圍進(jìn)行掃描和測(cè)量，執(zhí)行現(xiàn)場(chǎng)掃描，數(shù)據(jù)預(yù)處理，點(diǎn)云降噪和數(shù)據(jù)孔恢復(fù)。還有點(diǎn)云切割，配準(zhǔn)點(diǎn)云，稀疏點(diǎn)云，提取建筑物覆蓋區(qū)等步驟可獲取主塔的平面位置和輪廓信息（請(qǐng)參見圖4.4）并執(zhí)行面積測(cè)量計(jì)算。圖4.4三維激光掃描儀測(cè)量點(diǎn)云數(shù)據(jù)和提取建筑物輪廓使用無人機(jī)進(jìn)行傾斜攝影測(cè)量，戶外飛行數(shù)據(jù)收集和圖像處理時(shí)。創(chuàng)建了正交拼合（如圖4.5所示）和實(shí)景的3D模型（如圖4.7所示）以及建筑物的外部。根據(jù)輪廓和立面以及建筑物輪廓分別提取總面積計(jì)算。圖4.5無人機(jī)正射影像數(shù)據(jù)與提取的標(biāo)準(zhǔn)層輪廓圖4.6無人機(jī)傾斜射影像測(cè)量點(diǎn)云數(shù)據(jù)圖4.7無人機(jī)傾斜射影像測(cè)量實(shí)景三維數(shù)據(jù)表4.2建筑物面積核算成果(單位：m2)2.1.1.4總平面竣工圖測(cè)繪應(yīng)根據(jù)所需的圖形數(shù)據(jù)逐層制作總體規(guī)劃圖，制作時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：（1）建設(shè)項(xiàng)目完成的地上和地下建筑物（結(jié)構(gòu)）平面圖（包括柱廊，檐口，懸空走廊，底層陽臺(tái)，前庭，門支撐，外部樓梯和其他輔助物體，例如通往地面的樓梯等）。（2）項(xiàng)目的外圍功能和景觀形式，例如道路，圍欄，現(xiàn)有建筑物周圍（尤其是在建建筑物周