通過精細化管理來提高無人機傾斜攝影測量數據采集精度

李星 康惟英

摘 要：21世紀以來，隨著民用無人機的普及，越來越多的測量工程開始采用無人機傾斜攝影測量的方式來代替傳統測量。隨著無人機傾斜測量的準入門檻逐漸降低，大量無經驗的團隊進入無人機傾斜攝影測量的大軍中。通過以往多個傾斜攝影測量項目，以祁離高速某段無人機傾斜攝影測量工作的一套完整的工作流程為例進行分析，以幫助其他人在傾斜攝影測量在項目中進行借鑒。

關鍵詞：無人機;傾斜攝影測量;工作效率

Abstract：since the 21st century，with the popularity of civil UAV，more and more measurement engineering began to use UAV tilt photogrammetry to replace the traditional measurement.With the entry threshold of UAV tilt measurement gradually reduced，a large number of inexperienced teams entered the army of UAV tilt photogrammetry.Through several previous tilt photogrammetry projects，this paper takes a complete set of workflow of UAV tilt Photogrammetry in a section of Qili expressway as an example to analyze，so as to help others learn from the tilt Photogrammetry in the project.

Keywords：UAV;tilt photogrammetry;work efficiency

傳統的測量儀器測繪精度高，但是野外工作繁重、工作效率低下，在一些人員無法到達的地方很難進行傳統測量。無人機傾斜攝影測量的出現打破了傳統攝影測量的局限性，它能夠在低空以不同角度，不同高度地采集地物影像，可以更加完整地反映出地物的真實特征信息。無人機傾斜攝影的數據可以使用Smart 3D進行實景三維模型建模，通過三維數字模型或數字正射影像圖以及處理后的大比例尺地形圖等格式，用來滿足道路平面設計、地籍測量、礦山測量等一系列項目需求。但在實際工作中，我們經常遇到三維模型無法滿足甲方要求，導致多次重復進行飛行數據采集及其內業數據處理工作。本文以祁離高速某段施工道路為例，項目采用縱橫CW30垂直起降無人機五鏡頭相機拍攝的照片，進行三維建模。通過研究無人機傾斜攝影測量技術在項目中的實際操作流程，細化細節，已達到控制精度。

一、前期準備

（一）技術研討

在確定項目任務后，首先與甲方進行積極溝通，確定甲方的任務需求、對產品的精度要求，以及時間要求。根據甲方提供的測區KML范圍線，將KML測區范圍線導入地面站軟件，進行航線預規劃。本項目需求三維實景建模，但甲方給定范圍為長條形帶狀線路，且路線長度較長，路線位于山地地區，高低落差大。鑒于此情況，本項目采用分段飛行，航線內采用多次拔高飛行海拔方式，減少單個航線內落差較大的問題。

（二）制訂實施方案

在確定了本項目所采用的方案后，我們就需要開始制定有效的實施方案，以方便后期野外施工中，項目組成員明確自己的任務以及任務目的及要求。這也方便了以后項目組各個成員的對接。即便之后在施工過程中出現問題，也可以對照實施方案，可以精準地確定哪個環節出現問題，以便快速解決問題，進而進一步提高工作效率。

在航線規劃前，首先需要對航飛區域進行現場勘查。根據作業項目需求，對作業區域及周邊進行一次現場勘查，主要包含作業區及周邊地形地貌、氣象環境、重要設施、建筑物、障礙物等，為起降點選取、應急預案編制、作業飛行提供實際參考。根據現場勘查情況，安排好合理的項目實施時間以及項目分工，以達到不浪費任何時間與人力資源。

（1）航線規劃。本項目甲方需求三維實景建模，因此需要將甲方給定的KML格式范圍線進行航線邊界外擴，在范圍線外擴的基礎上結合現場勘查情況合理地進行航線規劃。根據甲方要求，本項目航線旁向重疊率需達到80%，航向重疊率需達到70%，采用掃描航線模式進行航線規劃。

（2）航線高度。航線高度簡稱為航高，其中包括相對航高和絕對航高。相對航高是指無人機掛載設備物鏡中心在拍攝瞬間相對于某一基準面（通常是指攝影區域地面平均高程）的高度。絕對航高是指無人機攝掛載設備中心在拍攝瞬間相對于大地水準面的高度。絕對航高與相對航高的關系如式（1）所示：

H絕=H平+H相（1）

式（1）中：H絕為絕對航高;H平為攝影區平均高程面;H相為相對航高。

此項目因屬于山地飛行，采用分段飛行方式以保證航線內落差小于50M。

（三）臨時空域申請

在確定航線高度和航線范圍后，攜帶航線、行高數據，前往航飛工作區空域管理部門進行臨時空域申請。空域管理一般由空軍管理，如在機場附近還需聯系民航局，以保證飛行安全。

二、野外項目施工

（一）地面像控點布設

在航攝飛行前，一般采用主動布控方式，按照一定的間距，選擇開闊且合適的位置，利用提前制作好的標靶，或區域內已有特征性標靶進行布控，在重點區域及高差較大航測區段對地面控制點加密布控。在無人機作業架次的規劃中，需要充分考慮每個飛行架次內都要有一定數量的地面控制點，地面控制點需分布均勻，地面控制點均勻布設于高差不同的地方，高處和低處都必須有一定數量的地面控制點，并且保證架次之間的接邊處有三個或以上的公共點。利用GNSS RTK技術開展地面像控點測量，觀測10個以上測回，每測回間時間間隔超過10s，每測回觀測值需在RTK測量值固定且對中整平后開始記錄。測回間的平面坐標分量較差不大于2cm，垂直坐標分量較差不大于3cm。10個測回結果取平均值作為地面像控點測量最終成果。