大面積無人機(jī)地形測量研究

秦炳權(quán)

摘要：在科技水平逐漸增強(qiáng)的背景下，低空無人機(jī)攝影技術(shù)也不斷趨向于成熟，很多相關(guān)資料顯示，無人機(jī)地形的精準(zhǔn)度需要達(dá)到1：2000地形測量的要求，那么在本文中，就根據(jù)廣東某村莊的地形測量項目，充分分析了無人機(jī)大面積地形測量步驟，希望為相關(guān)工作的高效開展盡微薄之力。

關(guān)鍵詞：無人機(jī);大比例尺地形圈;測量技術(shù);DEM

在本文中將以廣東村莊為例，詳細(xì)闡述無人機(jī)航測中，1：2000地形圖的繪制步驟。項目區(qū)域為" 1980西安坐標(biāo)系”和" 1985國家高程基準(zhǔn)”。此區(qū)域的測量步驟為無人機(jī)航拍、地形測量（包括四等控制測量、I級控制測量、像控測量、圖根測量、野外補(bǔ)測、外業(yè)調(diào)繪）、空三加密、地形圖制作（包括立體采集、數(shù)據(jù)編輯工序（1：2000比例尺一套））、DOM制作、DEM制作、質(zhì)檢驗收等工序。

一、航空攝影

本方所提村莊中的無人機(jī)設(shè)置了東西向的航程，航攝比例尺為1.23533，平均地面高度為1350m，其相對航高為650m.平均地面分辨率013m，滿足1：2000成圖要求。

（一）像控點(diǎn)布設(shè)及刺點(diǎn)

一像控點(diǎn)布設(shè)。在大面積無人機(jī)地形測量環(huán)節(jié)中，需要將像控點(diǎn)規(guī)劃為10～15范圍內(nèi)的線路中，在此側(cè)部再規(guī)劃為2～4范圍內(nèi)的線路規(guī)劃。規(guī)劃的像控點(diǎn)可對繪圖的過程做出精準(zhǔn)度的把控，確保繪圖中的各區(qū)域間的線段長度不存在誤差。需要將像控點(diǎn)刺在航向及旁向重疊有5-6張像片的區(qū)域內(nèi)。二像控點(diǎn)編號原則：測段像控點(diǎn)編號原則“GP+航片號四位+點(diǎn)序號”。三是在像控點(diǎn)規(guī)劃環(huán)節(jié)結(jié)束后，將像控點(diǎn)規(guī)劃圖進(jìn)行完善，并將這些規(guī)劃圖確定為隱密信息，請相關(guān)部門通過安全密碼鎖的設(shè)置將隱密信息進(jìn)行妥善保管。以達(dá)成三加密信息化匯集信息的標(biāo)準(zhǔn)。

（二）像控點(diǎn)的刺點(diǎn)及整飾情況

在實(shí)體的測量現(xiàn)場中，實(shí)際的刺點(diǎn)誤差及其刺孔的直徑測量圖小于0.1毫米，同時還體現(xiàn)出無刺透的狀態(tài)。點(diǎn)位體現(xiàn)條理化，示意圖也完善清晰，也就是說刺孔、略圖和點(diǎn)位都與現(xiàn)場點(diǎn)位的體現(xiàn)相應(yīng)性。一是在所建立的地形測量圖中，A面以彩色直徑為7毫米的圓點(diǎn)來對像控點(diǎn)做出了標(biāo)記，并將點(diǎn)號也做出標(biāo)注。二是在圖片的B面以鉛筆建立占位略圖并對其中的具有高度可利用的點(diǎn)做出信息備注和標(biāo)記。

（三）像控點(diǎn)測量

像控點(diǎn)坐標(biāo)可以使用全站儀、RTK等常規(guī)儀器進(jìn)行測繪。像控點(diǎn)的精度和施測要求參照常規(guī)航測外業(yè)規(guī)范執(zhí)行。該次像控點(diǎn)測量采用雙頻.GPs接收機(jī)，已知控制點(diǎn)為加密的一級GPS控制點(diǎn)。為保證像控點(diǎn)測量成果的可靠性，在全部像控點(diǎn)測量完畢后再收參考站。施測現(xiàn)場對點(diǎn)位進(jìn)行拍照并制作成點(diǎn)位信息表供內(nèi)業(yè)加密使用。將檢查合格后的像控點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，基線處理采用Compass靜態(tài)處理專業(yè)版軟件，得到該村片區(qū)像控成果。

二、空中三角測量

一是在對指定外控點(diǎn)進(jìn)行測量過程中，需要先對測區(qū)外圍的六處像控點(diǎn)做出平差處理，其余像控點(diǎn)就需要借助預(yù)測性，對指定測量區(qū)進(jìn)行查找，以實(shí)現(xiàn)高效率測量。在通常情況下，對于外控點(diǎn)的測量都應(yīng)當(dāng)由技術(shù)人員做出操作，并由相關(guān)部門的技術(shù)人員對測量數(shù)據(jù)及其和測量做出質(zhì)檢。二是借助戶外測量流程來對后續(xù)的相關(guān)計算傳遞控制點(diǎn)以做參考。強(qiáng)化三加密方面的精準(zhǔn)性，借助戶外測量流程傳遞的實(shí)測高程點(diǎn)對三加密的精準(zhǔn)性做出試檢。三是在測量環(huán)節(jié)結(jié)束后，需要對所計算出的平差做出開解，在具體操作中，應(yīng)當(dāng)將物方標(biāo)準(zhǔn)方差權(quán)進(jìn)行擴(kuò)展，并將粗差全面清除。在此基礎(chǔ)上在將物方權(quán)進(jìn)行恢復(fù)，以保證粗差得到全面探測，四是對相應(yīng)的權(quán)值做出平差。智能終端設(shè)備中DPGrid系統(tǒng)中的空三模塊屬于專業(yè)的自動化軟件，那么DPGrid系統(tǒng)通常會結(jié)合完善的航線數(shù)據(jù)圖，來對測量區(qū)域整體做出自主融合，在此基礎(chǔ)上再借助自主挑選步驟將粗差明顯冗余的像點(diǎn)全面清除，之后，再對各鏈接處重新設(shè)置，并結(jié)合相應(yīng)的控制點(diǎn)來對平差做出開解，直至設(shè)置密碼環(huán)節(jié)的結(jié)束，給出數(shù)據(jù)。

三、DEM制作

第一結(jié)合專項參考信息，來對以往的航攝圖片進(jìn)行參考，并對其中有價值的圖片歸入到信息匯集資料中，之后，再通過對圖片內(nèi)容的參考建立核線影像。第二智能終端設(shè)備中的專項系統(tǒng)會自性的來對立體化的離散點(diǎn)做出相應(yīng)的融合，以此將指定測量區(qū)域的DSM進(jìn)行全面獲取。第三其實(shí)借助自動濾波就能夠獲取到DEMo盡管借助DPGrid系統(tǒng)對立體化的離散點(diǎn)做出了融合，然而因為測量現(xiàn)場地形的復(fù)雜性和各種設(shè)施的干擾和阻擋，使得航攝和測量過程不能實(shí)現(xiàn)有序進(jìn)行。因此在具體作業(yè)中，要想強(qiáng)化DEM的精準(zhǔn)性，就應(yīng)當(dāng)借助人力資源將DEM做出重新設(shè)置。

四、1：2000地形圖制作

借助DEMT技術(shù)將DOM做出比對，在此基礎(chǔ)上再建立全面、相應(yīng)的區(qū)域地形圖。最后將實(shí)測圖片傳遞到Virtuozo專業(yè)軟件中建立測量圖，并保證此圖內(nèi)容的完善性。結(jié)合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和專業(yè)樣本，來對地面指定區(qū)的信息做出匯集。戶外工作技術(shù)人員借助固用的繪圖樣本和參數(shù)，來對指定區(qū)域做出測量和復(fù)測

五、無人機(jī)航攝影像成圖精度

借助現(xiàn)代先進(jìn)的GPS技術(shù)，來對測量現(xiàn)場外業(yè)檢查的相關(guān)信息做了匯集。從此測量區(qū)中的航攝影像中抽取了4幅圖，這些圖片占到總量的1/10，從這圖片中了解到，所要進(jìn)行檢查的區(qū)域有近80個。通過對這些區(qū)域圖片中坐標(biāo)與具體測量坐標(biāo)的比對。結(jié)合數(shù)學(xué)專業(yè)知識，核算出這兩個坐標(biāo)的及高程差值。結(jié)合專用公式算出各個檢查區(qū)域的繪圖誤差。通過精準(zhǔn)計算了解到，測量區(qū)域的平面點(diǎn)誤差為0.72m，高程中誤差為0.69m。結(jié)合這些數(shù)據(jù)來將誤差規(guī)劃圖做出建立和完善。構(gòu)建這樣的繪圖能夠?qū)Ω鱾€檢查區(qū)的誤差規(guī)劃做出形象化的了解和掌握。能夠充分總結(jié)出總體誤差中的大部分都會集中于0～0.8m范圍內(nèi)，其平面精度與1：2000測量圖的建立標(biāo)準(zhǔn)具有切合性。除此之外，專業(yè)技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將結(jié)合相關(guān)信息數(shù)據(jù)所建立的測量圖與既定的1：2000地形圖在CASS中做出對比。

六、結(jié)語

在本文中，先對無人機(jī)的特點(diǎn)做出了明確和探討，也對低空拍攝設(shè)備使用規(guī)范和無人機(jī)航測系統(tǒng)測繪1：2000地形圖的具體工作流程做出了闡述，還對最終生成的地形圖進(jìn)行了精度評定，基本滿足1：2000地形圖的精度要求。

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