無人機攝影測量在礦山地形測量中的應用

冀念芬，王成志

（1.甘肅工業職業技術學院，甘肅 天水 741025；2.三和數碼測繪院，甘肅 天水 741025）

1 工程概況

某礦區東西長約5公里，南北寬約3公里，總面積15平方公里。兩邊臨近山脈，中間細長的山地，夏天炎熱冬天寒冷，晝夜溫差大。平均海拔在1800m。

本次航攝資料利用CW-300無人機搭載高分辨率數碼相機拍攝。按照1:500比例尺成圖要求及無人機飛行相關要求設計飛行實施[1]。像片控制測量：利用甘肅省CORS系統，采用RTK測量或雙頻接收機雙參考站模式按快速靜態方式施測。

2 航空攝影數據采集

2.1 航空攝影

首先要規劃好航攝路線，主要設定飛行高度、旁向間距與航向間距、像移量，曝光時間間隔，航片數量等相關參數后，按常規航線方向進行，一般由東向西[2]。在天氣好的情況下安排作業人員試飛并拍攝試飛照，為正式作業做好準備工作。準備工作結束后為了確保設備處于最佳狀態，需要檢修維護航攝硬件，能見度較好的情況下，依照航線進行航空攝影。航攝資料質量包括飛行質量和攝影質量兩個依照方面。飛行質量控制主要采用高性能硬件來保證GPS導航，檢查GPS導航儀的工作狀況，防止因衛星失鎖造成GPS導航失效。攝影質量控制：本次航空攝影必須選擇能見度大于2000m的碧空天氣或少云天氣，盡量保持各飛行架次氣象條件基本一致。對提交的成果影像要保證單張彩色像片影像清晰，能夠正確地辨認出各種地物，能夠精確地繪出地物的輪廓，相鄰的影像間相同地物色調基本一致，整個攝區的像片色調效果也基本均勻一致。航攝結束飛機返場后，攝影員要采用飛行管理軟件，立即對獲取的攝站點GPS坐標數據作技術處理，當天評價飛行質量，若有不合格航線立即組織補飛。

2.2 成果資料的檢查

在整個作業實施過程中，實行“兩級檢查制度”，保證飛行和影像質量滿足航攝規范的要求。兩級檢查是指：航攝部門在第一時間對航攝成果進行檢查；整個攝區航攝飛行完成后，及時安排人員對成果陸續進行檢查，確定沒有缺陷和需要補攝的內容后，對整個攝區的資料按照招標文件和規范的要求進行整理。

2.3 安全生產和風險規避

航空攝影是一項高風險的工作，在項目的實施過程中要積極做好安全教育和安全檢查，確保安全生產并保證項目按期實施完成。

2.4 像片控制測量

像片控制測量是攝影測量的基礎。它的獲取方法可以全部由野外布點測（全野外布點測量）；也可以部分由野外布點測定（全野外布點測量）、然后在少量外控點基礎上采用解析空中三角測量的技術進行內業加密獲取測圖所需要的全部控制點。目前常用的方法是第二種。像片野外控制點測量利用GPS測量和影像判釋技術完成。

2.5 像片調繪

像片調繪是利用像片進行判讀、調查、繪注有關地理要素工作的總稱。調繪方法主要采用綜合判讀調繪法，外業調繪定性，內業測繪定位。對像片上各種明顯的、依比例尺表示且影像清楚的地物，調繪只作性質、數量說明，其位置、形狀以內業立體模型為準。調繪流程的一般采用先內業判讀調繪，再外業核實、定性，最后內業清繪整飾。

3 空中三角測量和影像數字化

3.1 影像數字化

數字影像是后續空三加密和數據采集的基礎，掃描質量應從嚴要求，做好過程控制和檢查。影像掃描前應進行儀器檢校，檢校完成后進行影像掃描。掃描作業時嚴格執行掃描規程，精心進行影像調整，保證掃描影像清晰、反差適中、框標齊全可見、影像中間應避免出現白塊。為后續作業方便，作業時掃描影像像元為25μ，格式為TIF。

3.2 空中三角測量

空中三角測量是根據少量野外實測的地面控制點，在室內確定全部影像的外方位元素，加密后續測圖等工作所需要的內業控制點，求得內業控制點的平面和高程坐標的測量方法。加密點就是所解求的內業控制點。它是攝影測量的一個重要環節，通過空中三角測量可以節省大量野外控制測量工作，提高工作效益。

目前。全數字攝影測量階段，空三過程完全由計算機和數字影像立體觀測系統加上人工干預完成，是全數字形式的定向元素和定向坐標。加密點的量測采用快速匹配算法自動完成，大大節省作業時間。

4 數據采集以及內業成圖

地物、地貌要素的采集按編碼分層進行采集，地物與地貌要素應先依據外業調繪片進行采集，原則上是外業定性、內業定位。地物與地貌的采集，嚴格按實際立體采集。地物采集注意處理地物間的相互關系（如：道路和橋等地物關系），重點做好公路、鐵路及其附屬設施的采集。地貌采集要注意微型地貌的表示。數據采集檢驗與驗收后就可以進行內業成圖，主要是對采集好的地形圖按照圖式要求進行圖面整飾和美化工作，具體包括添加坐標格網、線形解釋、符號填充、各種名稱及屬性注記、對上工序差、錯、漏的檢查等，另外可做地物地貌的三維信息提取即數字地面模型（DEM）。

5 總結

本文以航測方案設計對象，通過分析地理位置和地勢的特點，設計了合理航測方案，主要以小型無人機作為實例，從測區資料分析、踏勘、設計，無人機航空攝影測量數據采集與處理，外業控制點選取與測量，航測數據內業數據處理，數據誤差處理等方面做了詳細的介紹。