無人飛艇航測技術在城鎮地籍更新調查中的應用

■盧偉

（河北省地質測繪院河北廊坊065000）

無人飛艇航測技術在城鎮地籍更新調查中的應用

■盧偉

（河北省地質測繪院河北廊坊065000）

利用無人飛艇搭載組合寬角相機進行低空低速航空攝影，獲取高分辨率、高清晰度、寬像幅、大航攝基高比影像，實現平面和高程測量精度的提高；采用地面標志布設像控標志點，提高坐標量測精度和空三加密精度；無人飛艇遙感技術以其機動、靈活、快速、經濟等優勢得到了迅速發展,目前已應用于很多領域,但在城鎮地籍測量中的應用還很少。

無人飛艇 城鎮地籍測量 低空攝影

城鎮地籍測量不同于農村地籍調查市測量,主要是它的城市的密集程度以及不可預見的問題比較突出，本文通過我院利用無人飛艇技術對張家口沽源縣城鎮地籍補充更新調查項目進行航空攝影測量，沽源縣位于河北省西北部的壩上地區，北緯41°14′-41° 57′、東經114°50′-116°05′。東鄰豐寧縣，南與赤城、崇禮兩縣接壤，西與張北、康保兩縣相連，北與內蒙古自治區的太仆寺旗、正蘭旗、多倫縣毗鄰。全縣平均海拔1536米。根據以往無人機低空攝影測量的經驗其平面精度達不到《地籍調查規范》中宗地界址點的規范要求，以及在縣城空中作業的局限性，因此本項目區采用低空無人飛艇攝影測量的方法測繪1:500地形圖，宗地界址點采用比較明顯的底物采用全站儀和Trimble GPS進行實地采集，內業空三加密采用采用宗地界址點和明顯地物界址點作為相控點，空三加密后制作正射影像圖作為權屬調查，航測內業數據采集時，利用界址點和明顯地物作為改正，宗地權屬調查時進行外業調繪最后根據權屬調查表宗地界址點和明顯地物進行以及外業調繪后的地形圖進行編輯。

1 本項目的航線規劃及相關參數

本次成圖比例尺為1:500，相機焦距35mm，為滿足精度要求本次飛行的相對航高設定為200米，測區范圍內平均海拔約為1400米，海拔最高處不超過1450，小于1/4相對航高，因此設定的飛行海拔高度為1600米；飛行速度為12m/s；航向重疊85%，旁向重疊50%；地面分辨率3.6cm。根據測區形狀航線設計為東西向，共設計航線35條，航線總里程約220公里。CKLAC04數碼航空相機系統是由4臺專業數碼相機按照特定的角度設計在高強度的器械構件上，通過組合相機時差控制系統達到“準同時曝光”，通過高精度拼接軟件達到虛擬大面陣數碼相機的效果，同時直接獲取到24Bit的彩色照片，省掉了目前市面上的量測數碼相機人工影像融合的步驟，使得CKLAC04數碼航空相機系統獲取的影像更加真實更加清晰。

2 飛行過程控制

大比例高精度飛艇航攝時，為了保證數據質量野外飛行時需要依照下列步驟檢查設備和執行飛行任務：

（1）確認飛艇軟硬件正常；（2）確認航拍設備正常；（3）利用天氣預報結合現場實際情況確定能否飛行，飛艇放飛的最低條件是地面能見度大于300米，地面風速小于5.5m/s(小于4級)；（4）至少提前0.5小時安裝并開啟地面GPS基站；（5）正確調試相機穩定平臺；（6）檢查曝光控制卡、GPS數據存儲卡、影像數據存儲卡；（7）檢查各設備電源；（8）檢查相機設置參數；（9）執行飛行任務；（10）取4個相機存儲卡，檢查并登記每相機曝光的相片數，檢查相片質量是否滿足任務要求；（11）完成一天的飛行任務后拷取飛控、曝光盒、動態GPS數據，將數據備份到計算機；（12）差分解算地面基站數據,處理飛控和POS數據；（13）當天二次成像拼接影像數據并檢查影像質量確認當天成果。像控點坐標系統平面坐標系統采用CGCS2000國家大地坐標系，高程系統采用1985國家高程基準，中央子午線115°30′，投影高度為1300米。

3 像控點的布設與測量

考慮到測圖比例尺為1:500,在沽源測區布控采用如下方式：

（1）像控點布局：采用每隔一條航線航向每350m南北方向選擇兩點，拐點處選擇兩點,共布設了653個點；（2）像控點的選擇：主要有斑馬線交點、井蓋中心、田埂、房角、電桿等航片上清晰度好精度較高的點；（3）測量方法：使用Trimble GPS設備，連接河北省cors站系統，每個像控點測兩個測回，每個測回30個歷元，取兩次的平均數作為平面坐標；使用收集到的6個高等級水準點對測量文件進行垂直校正得到高程數據。

控制點分布如下：

4 成果質量情況

像控點平面坐標使用Trimble GPS-RTK連接河北省cors站系統進行測量，觀測歷元為30s，測兩個測回，經內業計算兩個測回的較差X分量最大值1.00cm，Y分量最大值1.30cm；高程使用6個已知點對工程文件進行垂直校正，校正最大垂直殘差為本次作業飛行高度為200m，由公式計算求得航片的地面分辨率為3.60cm；

5 結束語

利用無人飛艇技術獲取低空高分辨率、高清晰度、大幅面影像、提高立體影像的基高比，大大提高了城鎮地籍測量的速度以及滿足精度要求，提高了效率節約成本，通過本項目成果說明低空無人飛艇航測技術在城鎮地籍更新調查中是一種實用可靠的新方法新技術，該技術在以后的數字城市建設以及新農村城鎮建設方面的地理信息數據獲取具有廣闊的前景。

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P2[文獻碼]B

1000-405X（2016）-5-286-1