無人機移動測量系統在重要基礎地理信息快速更新中的應用

楊 明 牛海鵬 付 超

(江蘇省基礎地理信息中心，江蘇 南京 210008)

近年來，我國經濟社會發展遇到了新的重大機遇,可以預計的是對基礎地理信息現勢性的需求越來越旺盛和緊迫[1]。隨著無人機遙感平臺傾斜攝影技術在三維模型的獲取方面的迅速，其應用也越來越廣泛，該系統所展現出的巨大發展潛力和廣闊發展前景尤其突出，具有飛行成本低,便于推廣應用，機動性、靈活性、安全性強，效率高、周期短，自動化水平高等優勢[2]；經過多年遙感影像等技術的發展，該技術具有成熟的算法支撐[4]，可在不受高度和陰云天氣影響的限制下，獲取多角度、高分辨率影像。本文在充分分析重要基礎地理信息及無人機移動測量系統特點的基礎上研究了無人機移動測量系統在重要基礎地理信息快速更新中的應用，梳理了無人機測繪的整體作業流程及無人機數據處理流程。

1 重要基礎地理信息快速更新具體任務

1.1 具體任務

重要基礎地理信息主要包括諸如重要水系、大面積居民區、一級、二級國(省)道路、高速公路、重要管線、鎮級及以上境界與政區、鎮級及以上地名等重要基礎地理信息。在獲得更新區域源信息后需進行快速更新，在沒有高精度DOM支持的情況下，傳統的測量方法不能滿足快速更新的要求，無人機傾斜攝影技術作為當下發展較為成熟的技術方法可以快速的解決該問題。無人機移動測量系統進行快速更新的具體任務包括以下內容：1)通過對已有資料的分析確定重要基礎地理信息待更新范圍；2)采用無人機移動測量系統進行重要基礎地理信息數據更新采集；3)對采集的數據編輯并進行拓撲及接邊檢查；4)采用人工及人機交互等方式檢查更新后數據；5)更新基礎數據庫。

1.2 更新要求

針對重要基礎地理信息對新增及變化部分進行全要素更新，未更新的要素與更新的要素應合理銜接，保持關系協調。要素更新時，歸其所屬的屬性也應更新；更新后數據庫的數學坐標、數據精度、選取表達指標等，與原有數據庫保持一致；更新地物要素應在協調合理表示的基礎上，反映出實地地物分布特征；更新數據處理時，應處理好各要素的關系，保持協調一致的原則；要素不得自相交和重復采集；當一個實體用中心線表示時，應將所有的屬性放入中心線；注意保持要素層拓撲關系的合理性。

2 無人機數據采集流程

無人機遙感是利用無人機駕駛飛行器技術、遙感傳感器技術、遙測遙感技術、通訊技術、GPS差分定位技術和遙感應用技術，具有自動化、智能化、專用化快速獲取國土、資源環境等空間遙感信息，完成遙感數據處理、建模和應用分析的應用技術。對于鐵路、水系等移動測量系統難以完成測量的區域可采用無人機獲取更新區域內的無人機遙感影像。無人機遙感系統整體作業流程見圖1。

無人機航空攝影的主要流程為成果圖需求分析、航線設計、飛行場地選擇、飛行前檢查、數據預處理、航攝質量檢查、航攝資料整理等步驟[5]。主要工作為收集工作區地理、氣象、機場分布、重點軍事目標區分布等基礎資料，結合以往的工作經驗，開展飛行申報、飛行場地踏勘、協調保障等工作。結合工作區地形、地貌特點，進行合理的航攝設計。擬選經驗豐富的無人機飛行機組人員，開展無人機遙感數據獲取工作。在獲取無人機遙感數據后需進行數據處理以獲取符合生產要求的數據，具體處理流程見圖2。

3 數據檢查與更新

首先進行內業檢查，根據相應的數據標準及數據更新方案進行要素屬性、幾何類型及其他檢查，比如線或面是否有冗余節點、要素是否合乎數據標準中的幾何定義。內業檢查結束后需再到實地對變化要素進行核查、修改，內業再將核查、修改的數據(圖形數據及屬性數據)進行采集、編輯、修改及入庫。入庫后的數據需對編輯的數據進行相應檢查，以滿足數據入庫要求，檢查主要包括圖形檢查、屬性檢查、拓撲檢查、代碼檢查、重疊點檢查、懸掛點檢查、清除偽節點、圖幅接邊檢查等8項內容。

4 結語

1)本文在充分分析無人機移動測量系統特點的基礎上研究了無人機移動測量系統在重要基礎地理信息快速更新中的應用。2)詳細介紹了無人機移動測量系統的整體作業流程及無人機數據處理流程。3)詳細介紹了重要基礎地理信息快速更新的具體任務、更新要求及數據檢查內容。研究結果對類似工程具有一定的指導作用。

參考文獻：

[1] 張祖勛,張劍清.數字攝影測量學[M].武漢:武漢測繪科技大學出版社,1996:120-140.

[2] Harris C G，Stephens M J.A Combined Corner and Edge Detector，Proceedings Fourth Alvey Vision Conference[J].Manchester，1988:147-151.

[3] 何 磊,苗 放.無人機遙感圖像及其三維可視化在汶川地震救災中的應用[J].物探化探計算技術，2010(8):206-210.

[4] 朱 慶.無人機影像匹配點云濾波處理和三維重建[D].成都：西南交通大學研究生學位論文,2015.

[5] 劉 瓊,倪國強,周生兵.圖像配準中幾種特征點提取方法的分析與實驗[J].光學技術，2007，33(1)：62-64.