無人機低空攝影測量技術在新農村建設中的應用

□錢琛李欣

（江蘇省地質測繪院，江蘇 南京 211102）

0.引言

新農村建設是在我國社會不斷發展的背景下形成農村建設理念，建設中強調對農村政治、經濟、文化以及社會各個方面進行優化建設，改善農村人居環境，提升農民素質，促進新社會環境下農村地區的綜合發展。在新農村建設中，需要不斷對農村技術設施進行調研分析，在此基礎上，對農村社會、人文環境進行改善。基于農村地形、地貌以及人居分布的特征，使用無人機低空攝影測量技術完成基礎地理信息測繪，對于新農村建設有著積極的促進作用。

1.無人機低空攝影測量技術應用于新農村建設中的意義

新農村建設需要對農村基礎設施、地理結構等基礎信息進行調研分析，在此基礎上，才能夠合理規劃農村建設范圍與建設力度。傳統的地理信息測繪中常常使用的是衛星遙感以及高空攝影測量的方式，這類型的技術手段一般使用成本較高，并且圖像的分辨率難以得到保證[1]。同時，農村地理基礎信息結構具有范圍小、分布零散以及地形地貌多樣的特點。因此，傳統的測繪手段難以對農村地理信息進行快速、準確地測量。而使用無人機低空攝影測量技術能夠使圖像分辨率得到保證，并且基于技術的靈活性、機動性特征能夠對不同環境下的農村地理信息進行測繪，并且在使用成本和操作方式上具有較大的優勢。

2.無人機低空攝影測量技術的優勢

第一，無人機能夠在不同環境中獲取高效率的影像信息，而且安全性較高，不會發生人員傷亡的狀況。第二，無人機能夠實現低空作業，相較于傳統航測方式，圖像的分辨率更高，地理信息的準確性更強[2]。第三，無人機低空攝影測量技術在成本費上也具有較大的優勢，無人機的使用、維修以及保養的方式與途徑較為簡便，耗費的資金與精力均較小，只需要對操作員進行一定時期的培養后即可以操作[3]。另外，無人機低空航測還具有高精度以及高效率的優勢，能夠保證較高的圖像精度以及測繪效率。

3.項目工程以及技術依據

某市新農村建設項目范圍包含25個鄉鎮以及行政村，其中面積最小的行政村只有0.25㎞2，最大面積為4.56㎞2，并且測繪區包含山地、溝壑以及梁地等多種地形，測量的難度較大。項目測量的需求是利用無人機低空攝影測量技術制成比例為1∶1000的圖像。

測繪中涉及的技術依據主要有《數字航空攝影測量空中三角測量規范》GB/T23236-2009,《1∶500 1∶1000 1∶2000地形圖航空攝影測量內業規范》GB/T-2008等8部技術標準與規范。

4.無人機低空攝影測量技術應用要點

4.1 無人機航空攝影要點

測繪中使用的無人機航攝系統為SWUA四維系統，數字航空相機型號為哈蘇H4D-50型，焦距設定值為50.7mm，航攝中無人機的飛行方向為攝區延展區。對于無人機航攝獲取的影像資料使用專業軟件進行畸變修正，保證影像的清晰度、層次性以及反差，能夠有效識別航攝區域的細小地物。

4.2 空中三角測量要點

在測繪過程中使用數字攝影測量系統的MATCH-AT模塊，對測量成果進行空三加密，獲得加密點的像點坐標、大地坐標以及外方位元素等。在測繪中保證內業連接點與野外控制點的平面誤差值與高程中誤差值在GB/T7930-2008的規范范圍內[4]。對于測繪中的精度要保證其符合《低空數字航空攝影測量業內規范》要求，對于特別困難的區域可以將視差中誤差放寬0.5倍。測量中要保證連接點平衡分布，不同標準點位區均設有連接點，在人工相對定向時，保證每個像對連接點至少9個，在自動相對定向時，像對連接點至少30個。

4.3 像片控制測量要點

測繪中根據區域網布設像片控制點，依據區域網周邊布點的六點法布設平高控制點，高程控制點的布設比例為4條基線設置1個控制點，區域網內的航線數量要在6條以下，每條航線的基數線在30條以下。像片控制點的測量使用RTK測量方法實施，對每個像片控制點測量2次以上，保證測量結果準確性。另外，根據測繪區域零落分散、測量難度較大的特征，使用單點靜態GPS進行測量，測量時間保證在8小時以上，獲取D級GPS三維坐標。

4.4 立體模型構建

利用數字攝影測量系統將空中三角測量的成果導入相應的文件當中，構建立體模型，模型構建過程中對于模型的精度原則上要求不得進行調整。單模型定向精度應符合《1∶5001∶1000 1∶2000地形圖航空攝影測量內業規范》GB/T-2008的精度要求。

4.5 數字地形圖制作

數字地形圖的制作采取先內后外的模式，利用數字攝影測量系統對立體模型中的居民地、交通、基礎設施、地貌、土質等因素，將圖幅作為單位，制作調繪底圖，在此基礎上開展野外調繪和補測，利用外業調繪結果與立體測圖數據進行編輯，獲得地形圖數據。

5.優化無人機低空攝影測量技術應用的途徑

在使用無人機低空攝影測量技術進行測繪時，能夠通過對設備等級以及系統配置的調節提升測繪成果的精準度[5]。首先，在測繪中盡量使用高精度的無人機航攝系統，本文測繪中選取了SWUA四維航攝系統，使項目測繪的1∶1000地形圖精度能夠達到航攝測量的規范精度要求。其次，還可以通過提升POS數據精度的方式提升影像精度。POS數據精度能夠對空三加密工作產生重要的影響，當POS數據精度相對較差時，空三加密只能夠完成引導匹配的功能，而無法在平差中使用。所以，對無人機影像的POS數據精度進行提升是促進測繪效率與質量的重要途徑。最后，適度對測繪中的相對定向精度進行調節能夠使測繪工作的效率性得到保證。在《低空數字航空攝影測量內業規范》CH/Z3003-2010當中對于相對定向精度的要求放寬了1倍，在實際操作作業中能夠更加高效率地完成，并且圖像的精度也能夠達到標準要求。

6.結束語

綜上所述，在新農村建設中使用無人機低空攝影測量技術能夠使農村基礎地理信息測量工作的質量與效率得到保證，在測繪過程中要注意對航空攝影、空中三角測量、像片控制測量、立體模型構建以及數字地形圖制作等技術環節進行規范和科學操作，有效發揮無人機低空攝影測量技術的優勢作用。