無人機航測技術及其應用實例分析

張 念

（湖南省地質礦產勘查開發(fā)局四〇七隊，湖南 懷化 418000）

基于現(xiàn)代無人機技術的快速發(fā)展，無人機航測逐漸得到了廣泛應用，此種測繪方式具有高效、靈活等優(yōu)勢，可有效減少外業(yè)工作量，測繪精度高，在地形圖測繪、災害評估、農作物普查等領域得到了廣泛應用。本文主要就此技術在地形圖測繪領域的應用展開具體分析。

1 無人機航測技術概述

無人機航測，顧名思義，即利用無人機搭載影像傳感設備，通過飛行控制，快速獲取作業(yè)區(qū)域地物信息，并通過數據分析與處理獲取相應的數字產品。與傳統(tǒng)的人工測量方式相比，無人機航測在靈活性、操作性方面具有較大優(yōu)勢，且此種測量方法精度高、成本低，同時因為飛行高低較低，也不會受到云層的干擾，值得推廣應用。從無人機飛行平臺來看，固定翼、旋翼以及復合翼無人機是常見的幾種類型，固定翼具有較好的高飛性能，飛行速度快、效率高，但是對起降場地有要求，不適用于小范圍作業(yè)；旋翼靈活性強，對起降基本無要求，但是飛行速度慢且不夠穩(wěn)定；復合翼主要是結合了上述兩種無人機的優(yōu)勢，但是尚未研發(fā)成熟，價格相對較為昂貴。

2 無人機航測技術實際運用要點分析

根據相關理論與實踐分析結果，可將無人機航測的實際運用分為三大部分，具體如下圖1所示。

圖1 無人機航測工作要點

（1）準備工作：主要工作包括飛機選型、資料收集、現(xiàn)場踏勘、航線設計等，組織相關技術人員做好測繪區(qū)域的調查工作，明確航攝可行性，并做好設備選型與方案設計。

（2）外業(yè)工作：主要是實施飛行工作，根據航線方案，控制無人機飛行并獲取相關攝影數據，控制攝影子系統(tǒng)數據存儲，并傳輸至地面控制子系統(tǒng)，地面工作人員通過數據分析，監(jiān)測、調整飛行航線。由于拍攝影像質量會受天氣影響，因此飛行結束后需做好相關質量檢查工作，及時補飛。

（3）內業(yè)數據處理工作：包括影像畸變差改正、空三加密、影像同名點匹配以及數字產品制作（包括DLG、DEM、DOM等）。

3 無人機航測技術應用實例

3.1 項目背景

本文僅以某酒店周邊區(qū)域為試驗場地，整個測區(qū)呈現(xiàn)為長條狀，地勢相對較為平坦，南北、東西長度分別為1.1km、0.8km。

3.2 無人機設備與參數

本項目選用大疆筋斗云S1000+八旋翼無人機+SONYα7R微單相機，具體參數如下表1所示。

表1 無人機與相機主要參數

3.3 航攝方案設計

本項目共設計了三套航攝方案，每套方案行高不同，分區(qū)航攝后，共采集航片1304張，具體方案設計參數如下表2所示。

表2 航攝方案參數

3.4 像控點布設方案設計

無人機航攝需布設較多地面控制點，保證測區(qū)成圖精度，本項目在測區(qū)四周均勻布設像控點，其密度為6個/100張航片，具體布設位置以航向三片重疊、旁向重疊中線周邊為宜。

3.5 航片內業(yè)處理

（1）影像畸變糾正：本項目采用Pix4D開展畸變差校正工作，具體如下表3所示，徑向畸變系數較大、切向畸變系數較小。

表3 影像畸變糾正系數

（2）空三加密與數字測圖：本項目使用Pix4D開展空三加密工作，相關成果導入VirtuoZo2014進行后續(xù)處理，生產相關數字產品。

3.5 測繪結果分析

本次無人機航測采用了三套方案，主要是對航高進行了調整（100m（方案一）、150m（方案二）、200m（方案三））。

根據測繪結果顯示：

（1）方案一、二、三航攝成果點位中誤差為44.89mm、45.90mm、53.74mm，總體呈現(xiàn)為增大臺式，但是精度的衰減十分小，且均滿足1：500地形圖制作平面精度要求。

（2）方案一、二、三航攝成果高程中誤差為0.11m、0.12m、0.12m，差異較小，均滿足1：500地形圖制作高程精度要求。

由此，從成圖精度來看，三種方案差異不大，從無人機實際飛行情況來看，方案三航測效率更高，宜作為優(yōu)先考慮。

4 結語

綜上所述，無人機航測技術是現(xiàn)代科技發(fā)展的重要成果，其具有機動性強、操作方便快捷、航空影像分辨率高、成本低等優(yōu)勢，值得大力推廣應用。在實際地形圖測繪工作開展中，應做好測區(qū)調查工作，合理選擇無人機設備，做好航線規(guī)劃與影像檢查工作；完成外業(yè)測繪后，合理選用影像匹配算法進行空三加密，并生產相應的數字產品，圓滿完成相關測繪任務。